Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Краткая горно- геологическая характеристика месторождения
• 2. Подсчет запасов в шахтном поле

3. Вскрытие и подготовка

4. Система разработки

• 5. Выпуск и доставка отбитой руды

6. Элекромеханическое оборудование очистных и подготовительных работ

• 7. Стационарные установки
• 8. Вентиляция
• Заключение
• Список литературы

Введение

Рудник «Заполярный» входит в состав Рудоуправления «Норильск-1» ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель». На балансе рудника находятся запасы вкрапленных медно-никелевых руд месторождения «Норильск-1» отрабатываемые подземным способом с применением буровзрывных работ.

Потребителем руды является Норильская обогатительная фабрика. Подземный рудник «Заполярный» доставляет товарную вкрапленную руду на НОФ собственным железнодорожным транспортом узкой колеи.

Взрывные работы при проходке горных выработок производятся в междусменный перерыв, взрывные работы по вторичному дроблению в течении смены. Массовые взрывы на очистных работах выполняются в выходные дни рудника.

Рудник работает по непрерывной рабочей неделе на добыче и отгрузке руды на НОФ. Продолжительность рабочей недели подземных рабочих составляет 36 часов в неделю. Продолжительность рабочей недели работников поверхностных участков и служб составляет 40 часов в неделю. Работники вспомогательных служб работают по пятидневной рабочей неделе с двумя выходными днями.

Шахтное поле рудника вскрыто западной и восточной штольнями, воздух подающим стволом и воздуха выдающим стволом, автотранспортным и конвейерными уклонами с западного борта карьера «Медвежий ручей». Схема подготовки шахтного поля - панельно-блоковая.

Подземный рудник «Заполярный» был объединен с рудником открытых горных работ «Медвежий ручей» в единое структурное подразделение РУ «Норильск-1» - рудник «Заполярный». Перспективы подземной части предприятия связаны с:

- расширением добычи вкрапленных руд западной и южной частях месторождения «Норильск-1»;

- применением конвейерного транспорта для доставки руды до обогатительной фабрики;

- использованием для выемки руды системы подэтажного обрушения с торцевым выпуском («шведский вариант»);

- применением на основных технологических процессах мощного самоходного транспортного и бурового оборудования[8].

1. Краткая горно-геологическая характеристика месторождения

• Рудник «Заполярный» отрабатывает северную и, частично, южную части месторождения сульфидных медно-никелевых руд Норильск-1, приуроченные к одноименной дифференцированной интрузии габбро-долеритов, точнее - к её нижним дифференциалам - такситовым, пикритовым и контактовым габбро-долеритам. Интрузия выходит на поверхность в верховьях ручья Угольного и на северном и восточном склонах горы Рудной.

Интрузия представляет собой единое пластообразное тело с пережимами и раздувами, имеющее в плане форму буквы S. В поперечном сечении интрузия имеет корытообразную форму с крутыми бортами и редкими апофизами. Дно интрузии осложнено прогибами и воздыманиями, кровля имеет относительно спокойную морфологию.

Внедрение интрузии происходило по границе осадочных пород Тунгусской серии и базальтов Ивакинской свиты. На основной площади «Прирезки» интрузию подстилают угленосные породы Тунгусской серии, и лишь в западной части - базальты. В кровле интрузии повсеместно залегает мощная толща эффузивных пород, разнообразных по своему составу. Рудное тело месторождения представляет собой пластовую залежь широтного простирания с падением на юг. Угол падения залежи колеблется от 4 до 14°, на отдельных участках до 30-45°. Мощность рудного тела в пределах добычных блоков колеблется от 13 до 22 м, составляя в среднем 18 м. На поверхность выходит северо-восточная часть интрузии, а на юго-запад она полого погружается под углом 5-8° и полого сечет вмещающие породы. В этом направлении она прослеживается скважинами на расстоянии 13 км.

Мощность интрузии составляет до 350 метров. В поперечном сечении она имеет корытообразную форму с круто приподнятыми бортами. Максимальная ширина достигает 2,7 км. И постепенно уменьшается до 0,9 км на юге и до 1,7 км на севере.

Максимальная глубина интрузии в её юго-западной части составляет 500 и более метров. На контакте интрузии с вмещающими породами отмечается зона измененных пород мощностью до 30 метров. Основным типом руд месторождения являются вкрапленные медно-никелевые руды. Они залегают в нижней части интрузива и, скорее всего, являются продуктом так называемой ликвации, когда в расплавленном массиве наиболее тяжелые минералы - пирротин, халькопирит и другие постепенно опускались в его нижнюю часть, где и образовали пластов, где залежь вкрапленных руд мощностью до 50 и более метров.

Кроме того, часть сульфидов, в результате ликвации и других геологических процессов, образовала в нижней части интрузива и во вмещающих породах линзы и небольшие скопления сплошных сульфидных руд различных размеров. Такие руды получили название «жильные».

В настоящее время основным объектом отработки являются вкрапленные руды в интрузиве. Другие типы руд добываются попутно, по мере их обнаружения, вместе с вкрапленными рудами.

В пределах горного отвода рудника «Заполярный» вкрапленные руды представляют собой тело, мощность которого достигает 50 метров и более, а в среднем составляет около 18 метров. Основными рудными минералами являются пирротин, халькопирит, которые находятся в виде вкрапленности в габбро-долеритах, а породообразующими - плагиоклазы, оливин, пироксены. Содержания полезных компонентов сравнительно равномерные по площади, но изменчивы по вертикали. Наиболее «богатыми» по содержанию металлов являются такситовые габбро-долериты, локализованные в нижней части рудного тела. Расположенные выше пикритовые габбро-долериты более бедные, причем концентрации металлов плавно снижаются снизу-вверх.

В последние годы началось изучение так называемых «мало сульфидных» руд, локализованных в породах верхней габбровой серии. Они были обнаружены ещё в процессе проведения детальной разведки с поверхности в конце 40-х - начале 50-х годов, но подробно стали изучаться с 1994 года.

Непосредственно покрывающими породами являются безрудные габбро-долериты (оливиновые, оливин-биотитовые), перекрываемые толщей эффузивных пород и слоем наносов. Мощность налегающих пород до поверхности достигает 250ч300 м и более. Подстилающие рудную залежь осадочные породы представлены переслаивающимися песчаниками, углистыми аргиллитами и долеритами.

С севера поле «Прирезки» ограничено горным отводом отработанного рудника №7, с запада - контуром рудного тела, с востока - охранным целиком между открытыми и подземными горными работами. На юге поле прирезки ограничено контуром горного отвода, южнее которого расположены резервные участки месторождения Норильск-1.

Подземные горные работы в плане расположены значительно западнее карьера «Медвежий ручей» и отделены от него охранным целиком шириной более 300 метров. Фронт очистных работ «Прирезки» удален от открытых горных работ более чем на 1000 метров и продолжает удаляться[4].

Ведущей тектонической структурой месторождения является зона Норильско-Хараелахского разлома, представляющая собой систему тектонических нарушений субмеридионального простирания. Амплитуды сбросов колеблются в широких пределах и составляют от нескольких метров до 500 м.

• Тектоническая обстановка в поле «Прирезки» довольно спокойная. В западной части прослеживается Западный сброс с амплитудой до 44 м и падением на запад под углом около 80. В восточной части расположена зона сбросов г. Рудной, представленная двумя субмеридиональными ступенчатыми крутопадающими сбросами, с амплитудами 71 и 45 м, имеющими зоны дробления мощностью до 3 м.

Трещины распространены как в интрузивных, так и в осадочных породах.

В интрузивных породах выделяются крупные вертикальные и пологие трещины. Часто трещины заполнены вторичными минералами: хлоритом, цеолитами, кальцитом. Рельеф стенок неровный, шероховатый или гладкий. Системы трещин образуют крупно глыбовые отдельности. В осадочных породах развиты пологие трещины, разделяющие пласты на слои, а также крутые трещины скола и отрыва. Наблюдается присутствие углистого материала в пологих трещинах и карбоната - в крутых.

Габбро-долериты имеют преимущественно среднюю трещиноватость. Для песчаников наиболее типична слабая трещиноватость. Для аргиллитов характерна сильная трещиноватость, обусловленная частым чередованием прослойков различного состава и развитием трещин по напластованию.

С приближением к тектоническим дизъюнктивным нарушениям трещиноватость руд и пород увеличивается, образуя зону сильной или весьма сильной трещиноватости. При геологическом документировании горных выработок определяются параметры, характеризующие нарушенность и устойчивость пород - количество и ориентировку систем трещин, расстояние между параллельными трещинами, степень их раскрытия и наличие вторичных минералов, описывается размер и форма элементарного блока.

Нарушенность массива характеризует ослабляющее влияние естественной трещиноватости и зависит от среднего размера элементарного блока, угла падения трещин, рельефа их стенок и наличия ослабляющих минералов. Классификация пород и руд по нарушенности служит основой для выбора типа и параметров крепи горных выработок и их сопряжений в зоне влияния очистных работ.

В гидрогеологическом отношении район месторождения достаточно своеобразный. При ведении горных работ в зоне вечной мерзлоты водные притоки в горных выработках практически отсутствовали. Мощная мерзлота является экраном, закрывающим доступ поверхностных вод на глубину. Поэтому собственно трещинные воды распространены в небольшом количестве и не являются существенным препятствием для ведения горных работ. Однако, с расширением фронта отработки и развитием зоны провалов, гидрогеологическая обстановка значительно усложнилась, особенно в весенне-летний период. Через провалы с поверхности в шахту стала поступать вода от таяния снегов и дождей. Основная масса воды поступает в выработки горизонта +201 метра, а также в выработки вышележащих горизонтов, где глубина отработки небольшая, а провалы и трещины достигают поверхности.

• Максимальные водные притоки на горизонт достигают 3000 м³/час и более. На нижележащие горизонты воды поступает значительно меньше, т. к. отработка руд на большой глубине приводит к образованию на поверхности пологих мульд и определенный экран для поверхностных вод все же сохраняется. С увеличением глубины отработки ожидается дальнейшее снижение поступления поверхностных вод в подземные выработки. Наличие в подстилающих породах угольных пластов и углистых пород обуславливает наличие метана. При отработке верхних горизонтов работы велись в условиях многолетней мерзлоты. При этом проявления метана отсутствовали или носили локальный характер, поскольку вечная мерзлота является естественным экраном для миграции метана по трещинам. Учитывая, что месторождение расположено под Норильским плато, где рельеф поверхности весьма сложен и отметки поверхности колеблются от 200 до 450 метров, глубина распространения вечной мерзлоты различна на разных участках, а мощность её меняется от 100 до 400 метров. С погружением горных работ ниже границы вечной мерзлоты в выработки начинает поступать метан.

Особенно интенсивные проявления метана отмечались при проходке выработок по угольным пластам и углистым породам. Одновременно появилась возможность выхода метана на поверхность через широко развитую сеть горных выработок и скважин. В результате такой постепенной «дегазации» на протяжении длительного времени, общая метановая обильность рудника снизилась. В последнее время не отмечается существенных выделений метана, которые могли бы значительно осложнять ведение горных работ.

Породы месторождения газоносны, что связано с выделением метана из углей и углесодержащих пород тунгусской серии и проникновением его в вышележащие породы по развитой системе трещин. Естественной дегазации пород препятствует наличие вечной мерзлоты выше рудного тела. Наибольшей газоносностью обладают угли, углистые аргиллиты и пористые осадочные породы.

Весь объем добычи вкрапленных руд рудника «Заполярный» отгружается на Норильскую обогатительную фабрику. Учет количества и качества сырья производиться в соответствии со стандартом «Учет руды горнорудных предприятий и расчёт массы учитываемых компонентов в ней» СТП 44577806.14.135-5-31-2008.

Качество поступающего в переработку сырья рудника «Заполярный» соответствует требованиям СТП 44577806.14.135-2-1-2003 «Руда вкрапленная и медистая». Технические условия.

• Основными технологическими сортами вкрапленных руд являются литологические разновидности пород, слагающих рудное тело, а также вмещающие породы. Их соотношение в добываемых балансовых рудах приведено ниже:

Таблица 1 - Основные технологические сорта

Литологические разновидности пород, %
Г-долерит контактовый	Г-долерит такситовый	Г-долерит пикритовый	Г-долерит оливиновый
10,9	30,0	49,1	10,0

• 2. Подсчет запасов в шахтном поле
• Геологические запасы шахтного поля определяются по формуле:


Таблица 2 Условные обозначения

• Промышленные запасы руды в шахтном поле, подлежащие обработке подземным способом (Z_пр), определяются путем исключения из балансовых запасов, отрабатываемых открытым способом и проектных потерь руды, включающих общешахтные потери в целиках под охраняемыми зданиями, сооружениями и т.д:
• где Z_б - балансовые запасы шахтного поля, т;
• Z_откр - балансовые запасы месторождения, отрабатываемые открытым способом, равно 0 т;
• Z_ц - потери руды в барьерных и охранных целиках, равно 0 т;
• Количество добываемой рудой массы (эксплуатационные запасы рудной массы) в шахтном поле (т) определяются с учетом потерь и разубоживания руды при добыче, зависящих от технологии очистных и подготовительных работ в блоке (панели), т.е. от выбранной системы разработки:
• Z_р.м. - эксплуатационные запасы рудной массы шахтного поля, т;
• где - коэффициент извлечения руды, зависящий от применяемой системы разработки. Так как по условиям курсового проекта рудное тело залегает близко от поверхности и мощность его равна 9 м, то отработка его возможна только системами с закладкой. Применение других систем разработки приведет к сдвижению поверхности и как следствие, к дополнительным затратам на ее рекультивацию, и осуществлению мероприятий направленных на сохранении существующих на поверхности зданий и сооружений. Для системы слоевого обрушения с выемкой руды забоем - лавой (приложение 1) =0,97;

- коэффициент извлечения руды из барьерных и охранных целиков;

• - коэффициент разубоживания руды, зависящий от применяемой системы разработки, для системы слоевого обрушения с выемкой руды забоем - лавой (приложение 1) r=0,05%;

- коэффициент разубоживания руды, зависящий от применяемой системы разработки целика; Так как месторождение проектируется отрабатывать только подземным способом и вскрывающие стволы предполагается расположить за пределами охранного целика[1,4].

3. Вскрытие и подготовка

Основными вскрывающими выработками Восточного и Западного участков являются две штольни (Западная и Восточная) и два вертикальных ствола 7 бис и 9 бис.

Верхние горизонты месторождения в горном отводе рудника вскрыты двумя штольнями, пройденными на горизонте +201м, и отработаны. В настоящее время залежь в поле рудника вскрыта кроме штолен двумя стволами (9-бис и 7-бис). Схема вскрытия фланговая.

Основными выработками являются:

- западная и восточная штольни гор.+201 м;

- откаточные выработки (штреки, квершлаги) гор. +90 м и +45 м;

- вертикальные выработки, связывающие гор. +201 м, +90 м, +45 м (лифтовые подъемники с установками типа "Алимак" и ходовыми лестничными отделениями, капитальные рудоспуски).

Частично используются горизонтальные выработки гор. +140 м и наклонные выработки, связывающие гор. +201, +140, +90 м ранее отработанных полей. Действующими техническими проектами для отработки вкрапленных руд принята система этажного принудительного обрушения. Указанная система разработки, в зависимости от горно-геологических и горнотехнических условий, может применяться в трех вариантах:

- с одностадийной выемкой и скреперной доставкой;

- с одностадийной выемкой и торцевым выпуском с применением СДО;

- с двух стадийной выемкой и торцевым выпуском с применением СДО.

Доставка горной массы из горно-подготовительных, нарезных и очистных работ к участковым рудоспускам и породным перепускам осуществляется ПДМ и скреперными лебедками. Откатка горной массы по выработкам откаточных горизонтов предусматривается контактными электровозами К14 и К10 в вагонетках ВГ-4 (4,5), ВБ-4, 0А и ВБ-2,5.

Весь объем добычи вкрапленных руд рудника «Заполярный» отгружается на Норильскую обогатительную фабрику.

Система разработки - этажного обрушения. Вариант системы разработки - принудительным обрушением руды. Порядок отработки - одностадийный (панельный) без образования целиков. Двух стадийный порядок отработки применялся на начальных этапах развития очистных работ в поле "прирезки". Планируется его использование также при разрезке на западном участке поля "прирезки".

Фронт очистных работ должен как правило двигаться от обрушенного (отработанного) пространства на неотработанный массив. При отсутствии в районе вновь вводимого участка зоны обрушения возможна разрезка рудного тела в зоне естественного ослабления массива, например, тектоническими нарушениями. Допускается диагональная или перпендикулярная по отношению к обрушенной (отработанной) части поля разрезка рудного тела с движением фронта очистных работ в обе стороны и развитием очистных работ от обрушенной (отработанной) части. Отработка месторождения должна производиться блоками. Допускается объединение блоков в группы, отработка которых может вестись расходящимися фронтами от разрезки последовательно.

Для отработки основной залежи рудного поля при развитом фронте очистных работ принимают одностадийную выемку. Целесообразность применения одного из вариантов системы выбирается исходя из горнотехнической обстановки и определяется проектом, утверждаемым главным инженером рудника. Высотой этажа считать расстояние от одного откаточного горизонта до другого, а при отсутствии второго откаточного - до вентиляционного горизонта. Высоту блока определять расстоянием по вертикали от выработок горизонта откатки до верхнего контура выработок посадки кровли. Параметры, порядок отработки, необходимый объем подготовительно-нарезных работ, схемы проветривания и транспортировки горной массы определяются проектом с учетом требований действующих правил безопасности и Регламентом[3].

В зависимости от мощности рудного тела его отрабатывают с одним или несколькими буровыми горизонтами (подэтажами). Нумерация буровых горизонтов (подэтажей) принимается снизу вверх.



Значение углов	Сечение (в свету)	Наименование выработки	Сечение, м3
			В свету	В проходке
?=33°41' ?=56°19'	3 - 3	Штрек скреперования увеличенного сечения	4,9	4,9
	4 - 4	Горизонтальная часть дучки	3,3	3,3
	5 - 5	Горизонтальная часть дучки увеличенного размера	4,7	4,7

Рисунок 1 - Типовые сечения горных выработок

Первый буровой горизонт располагают в почве рудного тела; последний (верхний) буровой горизонт совмещают с вентиляционным и располагают в кровле рудного тела.

I буровой горизонт соответствует I подэтажу, II буровой горизонт - II подэтажу и т. д. Применяемая технология проходческих и добычных работ и положения инструкции основаны на использовании переносного бурового и доставочного оборудования. Проходка подготовительных и нарезных выработок осуществляется по проектам, паспортам крепления и БВР, утвержденным главным инженером рудника, сечения выработок выбираются в зависимости от их назначения.

Допускаются увеличения размеров выработок по ширине и высоте на 0,5 м, при этом паспорт крепления может не пересматриваться. При увеличениях размеров выработок, превышающих указанную величину, паспорт крепления должен быть пересмотрен и переутвержден главным инженером рудника.

При проходке по породам и рудам с явно выраженной горизонтальной или горизонтальной слоистостью кровля выработок должна проводиться по контакту с обнажаемой «плитой» без нарушения ее монолитности взрывными работами во избежание дальнейших обрушений, при этом кровля выработки должна представлять горизонтальную или горизонтальную плоскость. Расстояние от почвы выработок первого бурового горизонта или от нижней границы отбиваемого (отбитого) массива до кровли выработок горизонта при подготовке днища воронками должно быть не менее 6 м.

Рисунок 2 - Типовые сечения горных выработок

Рисунок 3 - Типовые сечения горных выработок

При параллельном расположении выработок траншейно-бурового горизонта и выработок горизонта скреперования и расстоянии между почвой выработок траншейно-бурового горизонта и кровлей выработок горизонта скреперования (толщина потолочины) 3 и более метров их смещение в плане между осями должно быть не менее ширины выработки. При толщине потолочины менее 3 м, указанные параллельные выработки должны быть смещены в плане на расстояние не менее 2 м между ближними стенками.

Рисунок 4 - Схемы расположения траншейных и скреперных штреков при параллельной ориентировке.

При перпендикулярном иди диагональном расположении выработок траншейно-бурового горизонта и горизонта скреперования (угол между осями вышеуказанных выработок от 90° до 45є), толщина потолочины между ними должна быть не менее 3,5 м. К подготовительным выработкам относятся: откаточные штреки (орты), блоковые восстающие, выработки горизонта выпуска и скреперования, вентиляционные, соединительные выработки (панельные или линейные штреки буровых и вентиляционного горизонтов), посадочные выработки (при их расположении в налегающих породах). К нарезным выработкам относятся: буровые и вентиляционно-буровые выработки и отрезные восстающие.

Основным способом управления горным давлением считается полное обрушение налегающих пород. Для его обеспечения выполняется наведение искусственной трещиноватости в нижней части налегающих пород путем взрывания рядов (вееров) скважин диаметром 105-110 мм (принудительное обрушение налегающих пород).

Высота принудительного обрушения налегающих пород (от кровли рудного тела) после выхода обрушения на земную поверхность колеблется в поле от 1/2 до 2/3 мощности рудного тела. Шаг принудительного обрушения налегающих пород в поле отработки - 30м, при разрезке - определяется проектом.

Зона обрушения на земной поверхности образуется при стирании пролета отработки к глубине разработки 1,5 и более и глубине горных работ менее десяти мощностей рудного тела. Полная подработка земной поверхности наступает при пролете отработки равном 1,7 глубине разработки.

Отработка рудного тела ведется лентами: ширина 1-15 м, длина в настоящее время - 60 м. Для оперативного управления - ленты отрабатываются частями - секциями по высоте и в плане.

Подготовка и нарезка осуществляется горизонтальными и наклонными выработками вентиляционно-бурового, буровых (в зависимости от мощности рудного тела), траншейного и скреперного горизонтов. Между этими выработками, а также между выработками горизонта скреперования и откаточным горизонтом проходят вертикальные выработки (рудоспуски, вентиляционно-ходовые восстающие, грузоподъемники). Кроме того, между выработками горизонта скреперования и траншейного горизонта проходятся дучки. Подготовка днища ведется преимущественно траншеями, разделываемыми секциями из выработок траншейного горизонта при взрывании веером скважин диаметром 50-65 мм. Локально применяются скважины диаметром 105-110 мм. Подготовка днища воронками применяется ограничено в зависимости от горнотехнических условий на границах блоков, при переходе через панельные выработки, на участках локальных отложений. Весь описанный объем работ без разделения на подготовительные и нарезные работы по сложившейся практике рудника объединяется в горно-подготовительные работы.

Отработка руды производится взрывным способом скважинными зарядами. Веера скважин для отбойки руды и принудительного обрушения налегающих пород бурятся из выработок вентиляционно-бурового горизонта диаметром 105-110 мм станками типа ВМП-5. Рудный массив из выработок буровых горизонтов под веерами скважин диаметром 50-65мм станками типа КБУ-50.

Фактически удельный расход взрывчатых веществ составил:

- на отбойку руды - гранулированных (гранулит АС-6) 1,01 кг/м³;

- патронированных (аммонит №6ЖВ) 0,04 кг/м³.;

- на повторное дробление патронированных - (аммонит №6ЖВ) 0,74 кг/м³.

На горно-подготовительные работы:

- патронированных (преимущественно аммонит № 6ЖВ) 1,77 кг/м;

- гранулированных (гранулит АС-6)- 0,52 кг/м.

Зарядка при отбойке руды осуществляется с применением зарядных машин "Ульба-400". На ГПР - вручную, с применением зарядчиков типа ЗП-2, реже на траншеях - с применением машины "Ульба-400".

Для крепления выработок откаточных горизонтов применяются различные виды крепи: анкерная (железобетонные штанги), комбинированная (железобетонные штанги и торкрет-бетон), усиленная комбинированная (железобетонные штанги, торкрет-бетон и металлическая сетка), бетонная, металлическая арочная податливая (из профиля СВП), деревянная (преимущественно неполным дверным окладом). Наибольшее распространение имеют анкерная, комбинированная и бетонная крепи. Усиленная комбинированная применяется ограниченно, преимущественно в капитальных выработках. Деревянная затяжка арочной крепи и деревянная крепь подвергаются активному грибковому разрушению. В настоящее время деревянная крепь применяется только на ограниченных участках часто в виде отдельных стоек, рам.

Подготовительно-нарезные выработки поддерживаются без крепления или в зависимости от устойчивости (нарушенности) пород крепятся преимущественно анкерной крепью. Комбинированная, арочная, деревянная крепи применяются на локальных участках или в виде отдельных элементов.

Наиболее широко применяемая анкерная крепь представляет собой сочетание бетона и металлического стержня. Собственно железобетонная штанга образуется в результате заполнения бетоном шпура и введения в него армирующего стержня (арматура периодического профиля № 16-18 ГОСТ 5781-61) с петлей на конце.

Для приготовления бетонного раствора применяется цемент марки 400-500. Цементно-песчаное отношение - 1:1, водоцементное - 0,45. Установка железобетонных штанг включает в себя бурение шпуров, приготовление раствора, заполнением им шпуров и забивку арматурного стержня. Шпуры для установки штанг располагаются в соответствии с утвержденным главным инженером рудника паспортом крепления. Бурение шпуров осуществляется ручными и телескопными перфораторами. Цементно-песчаный раствор приготавливают в растворомешалке или вручную и подают в шпур при помощи нагнетателя сжатым воздухом по резиновому шлангу и металлической трубе. Для обеспечения надежного сцепления цементно-песчаного раствора с породой в стенках шпуров, последние должны быть тщательно продуты сжатым воздухом или промыты водой для полного удаления буровой мелочи и пыли.

Заполнение шпура раствором должно обеспечивать закрепление штанги по всей ее длине. Несущая способность штанг в 15-суточном возрасте должная быть не менее 70 кН.

4. Система разработки

Действующими техническими проектами для отработки вкрапленных руд принята система этажного принудительного обрушения. Указанная система разработки, в зависимости от горно-геологических и горнотехнических условий, может применяться в трех вариантах:

- с одностадийной выемкой и скреперной доставкой

- с одностадийной выемкой и торцевым выпуском с применением СДО

- с двухстадийной выемкой и торцевым выпуском с применением СДО

Двухстадийная система этажного принудительного обрушения заключается в первоочередной выемке запасов камер с последующей выемкой запасов междукамерных и панельных целиков.

Одностадийная система заключается в отработке запасов сплошным фронтом лентами шириной 10-15 м без оставления целиков.

Основным способом управления горным давлением является полное обрушение налегающих пород.

Обрушение налегающих пород осуществляется как самообрушением, так и принудительно, с помощью взрывных работ, и определяется проектом.

Исходя из принятого способа управления горным давлением и для обеспечения заданной производительности рудника, размеры блока принимаются:

60-70 м - ширина блока;

100-120 м - длина блока.

Размеры блоков могут быть изменены, исходя из горнотехнических и горно-геологических условий отработки.

Рудное тело в пределах блоков делится на панели шириной 56-70 м, ограниченные панельными штреками (ортами), расположенными на уровне буровых, вентиляционно-буровых горизонтов и горизонта выпуска.

Вариант с двухстадийной выемкой принимается в начальном периоде разработки (разрезки рудного поля) и для отработки отдельных частей месторождения.

Для отработки основной залежи рудного поля при развитом фронте очистных работ применяется одностадийная выемка. Целесообразность применения одного из вариантов системы выбирается, исходя из горнотехнической обстановки и определяется проектом, утверждаемым главным инженером рудника.

Высотой этажа считается расстояние от одного откаточного горизонта до другого, а при отсутствии второго откаточного - до вентиляционного горизонта. Высота блока определяется расстоянием по вертикали от выработок горизонта откатки до верхнего контура выработок посадки кровли.

Параметры, порядок отработки, необходимый объем подготовительно-нарезных работ, схемы проветривания и транспортировки горной массы определяются проектом с учетом требований действующих нормативно-технических документов.

Проходка подготовительных и нарезных выработок осуществляется по проектам, паспортам крепления и БВР, утвержденным главным инженером рудника; сечения выработок выбираются в зависимости от их назначения.

Массы из горно-подготовительных, нарезных и очистных работ к участковым рудоспускам и породным перепускам осуществляется ПДМ и скреперными лебедками. Откатка горной массы по выработкам откаточных горизонтов производится контактными электровозами К14М и К10 в вагонетках ВГ-4 (4,5), ВБ-4,0А и ВБ-2,5. Составы с рудой направляются в околоствольный двор ствола 9бис для разгрузки в круговых опрокидывателях с последующим дроблением и погрузкой в скипы. Руда после подъема в скипах по стволу 9бис поступает в рудные бункера горизонта +201 м, из которых загружается в составы из вагонеток типа ВРО-5, ВБ-5,0 и контактными электровозами К-14М транспортируется до приемного бункера НОФ. Разгрузка вагонеток в приемный бункер производится с помощью лебедок.

Система этажного принудительного обрушения с одностадийной выемкой (площадной выпуск).

При разработке рудного поля системой со сплошной выемкой руды фронт очистных работ в блоке должен быть прямолинейным. Допускается опережение фронта работ в блоке у границ с обрушенной частью поля до 40 м. Опережение фронта очистных работ между группами блоков не регламентируется, при этом, необходимо предусматривать отрезку массива налегающих пород между смежными группами блоков на высоту не менее 2/3 мощности рудного тела взрыванием рядов или вееров скважин, наклоненных на неотработанный массив под углами 65єч75є.

При одностадийной выемке блоки отрабатывают лентами.

Параметры лент принимаются:

- ширина 10-15 м;

- длина определяется границами блока;

- высота равна вертикальной мощности рудного тела.

Взрывание лент можно производить на всю длину или частями.

Подготовительные и нарезные работы. Подготовка блока заключается в проведении комплекса выработок, необходимых для ведения очистных работ в соответствии с принятой системой разработки.

Скреперные штреки проходят перпендикулярно фронту очистных работ с расстоянием между ними 10-15 м. Возможно расположение скреперных выработок параллельно фронту очистных работ.

Буровые штреки I бурового и вентиляционного горизонтов проходятся перпендикулярно фронту очистных работ. Расстояние между ними на I буровом горизонте составляет 10-20 м, на вентиляционном - 30 м.

При мощности рудного тела 30-50 м дополнительно может подготавливаться II буровой горизонт. Расстояние между выработками II бурового горизонта определяется применяемым буровым оборудованием.

На горизонтах скреперования, первом, втором буровом и вентиляционном горизонтах проходят выработки (орты) через 60-70 м параллельно фронту очистных работ в отрабатываемой группе блоков. Из них осуществляют проходку буровых и скреперных штреков. Траншейно-буровые выработки проходят из выпускных штреков скреперования.

Для конкретных горно-геологических и горнотехнических условий допускается изменять схемы подготовки, размеры выработок и порядок ведения работ по локальным проектам.

Выработки, предназначенные для посадки налегающих пород, проходят исходя из принятого шага обрушения и толщины обрушаемого слоя.

Выемка лент:

Выемку лент производят с отбойкой руды в зажиме. В зависимости от мощности рудного тела отбойка может выполняться:

- веерами восходящих скважин диаметром 60-65 мм при мощности рудного тела до 15 м;

- комбинированным способом (восходящими и нисходящими веерами скважин) при мощности более 15 м;

- возможна отбойка веерами восходящих скважин диаметром 105-110 мм при мощности до 20-25 м.

При комбинированном способе отбойки руды в ленте восходящие веера скважин диаметром 60-65 мм бурят из буровых штреков I бурового горизонта, нисходящие скважины диаметром 105-110 мм - из выработок вентиляционно-бурового горизонта. При высоте ленты более 30 м рекомендуется производить с трех буровых горизонтов. С I и II буровых горизонтов бурят восходящие веера скважин диаметром 60-65 мм, с вентиляционно-бурового - нисходящие веера скважин диаметром 105-110 мм. В случае возможности массива из выработок I бурового горизонта «круговыми» веерами скважин диаметром 105-110 мм - допускается проведение отбойки массива при отсутствии II бурового горизонта.

Рисунок 5 - Система этажного принудительного обрушения с одностадийной выемкой.

Расположение и количество скважин в веерах определяется высотой и фактическим положением буровых выработок и определяется проектом (паспортом).

Расстояния между веерами и между концами скважин определяются в соответствии с физико-механическими свойствами руды (породы) и принимаются:

- при диаметре 60-65 мм - расстояние между веерами (рядами) 1,1-1,5 м_, между концами скважин 1,9-2,4 м;

- при диаметре 105-110 мм - расстояние между веерами 1,8-2,4 м, между концами скважин 2,4-3,6 м.

Допускается изменение рекомендованных параметров бурения и взрывания с составлением локального проекта (паспорта на обуривание), утверждаемого главным инженером.

Ширина отбиваемой ленты обуславливается физико-механическими свойствами и мощностью рудного тела, принятой схемой подготовки днища и может составлять 10чI5 м.

Длина взрываемого участка ленты определяется горнотехническими условиями, объемом добычи, календарным планом горных работ и устанавливается проектом.

На вновь отрабатываемом участке рудного тела очистные работы при применении системы этажного принудительного обрушения с одностадийной выемкой должны начинаться с образования компенсационного пространства по всей длине блока. Компенсационное пространство образуют путем выемки камер по локальному проекту, утвержденному главным инженером рудника.

Выемка лент может осуществляться следующим образом:

- производят отбойку ленты с одновременным принудительным обрушением пород кровли в границах отрабатываемой ленты и последующим полным выпуском руды из нее;

- осуществляют последовательную отбойку двух-четырех лент с временным маганизированием руды в них. Принудительное обрушение налегающих пород производится одновременно с отбойкой последней из этих лент. Полный выпуск руды из лент после посадки кровли ведется с поддержанием горизонтального или наклонного контакта с обрушенными породами. При одностадийной отработке с отбойкой в зажиме, для предотвращения заброса руды в отработанное пространство и ее потерь при отбойке необходимо обязательное заполнение горной массой выработанного пространства соседней ленты.

Рисунок 6 - Очередность взрывания скважин

Заполнение выработанного пространства осуществляется путем принудительного обрушения пород или временным маганизированием отбитой в соседней ленте руды.

Отработка рудного тела может вестись с прямолинейной, уступной или наклонной формой очистного забоя по высоте.

Уступная и наклонная форма очистного забоя по высоте применяются как меры борьбы с деформациями при забойной части не отбитого рудного массива. Форма очистного забоя по высоте определяется проектом.

Уступная форма очистного забоя по высоте обеспечивается опережающей отбойкой запасов верхнего подэтажа относительно нижнего. Величина опережения отбойки верхнего подэтажа относительно нижнего в плане должна составлять не более 30 м. Наклонная форма очистного забоя создается при опережающей отбойке верхнего подэтажа путем бурения и взрывания буровых скважин. Угол наклона определяется проектом (паспортом на обуривание). Для защиты торцевых частей лент рабочего блока, расположенных у границ с ранее отбитым (отработанным) блоком смежной группы блоков, разрешается применение опережающей отбойки верхней части рудного массива с помощью отбойки дополнительной (защитной) ленты. Дополнительная лента располагается у границы с соседней ранее отбитой (отработанной) группой блоков и ориентирована параллельно этой границе. Опережение в дополнительной ленте должно быть не менее 30 м относительно фронта очистных работ защищаемого рабочего блока (группы блоков). Длина одновременно взрываемой дополнительной (защитной) ленты ограничивается линией фронта очистных работ в соседней группе блоков. Ширина этой ленты должна быть в пределах 10ч20 м.

Допускается посадка кровли скважинами, забуренными из буровых горизонтов при условии соблюдения шага и высоты посадки. При посадке кровли восходящими скважинами с вентиляционно-бурового горизонта веера скважин располагают вертикально или с наклоном в сторону отработанного пространства и взрывают их одновременно со скважинами, забуренными для отбойки руды в ленте.

Рисунок 7 - Схемы принудительного обрушения пород кровли вертикальными (А) и наклонными (Б) веерами восходящих скважин с вентиляционно-бурового горизонта.

При посадке кровли крупными блоками плоскости посадочных скважин располагают вертикально или под углом 65єч75є в сторону неотработанного массива или в сторону отработанного пространства.

Посадочные скважины взрываются одновременно со скважинами, забуренными для отбойки руды в ленте. При комбинированной посадке с посадочного и вентиляционно-бурового горизонтов, посадочные скважины взрывают только в границах отбиваемой ленты, одновременно с ней. Допускается опережающее взрывание скважин с посадочного горизонта на ширину не более одной ленты (не более 15 м). Скважины, забуренные для посадки кровли с вентиляционно-бурового горизонта, взрывают не более чем на ширину отбиваемой ленты, одновременно с ней.

Посадка кровли комплектами скважин с посадочного горизонта может вестись с опережением на одну ленту по отношению к отбиваемой ленте. В этом случае вентиляционно-буровой горизонт должен быть расположен на 6-8 м ниже кровли рудного тела. Обуривание под кровельного слоя с этого горизонта должно осуществляться восходящими комплектами скважин.

При посадке кровли крупными блоками (крупноблочная посадка) из буровой выработки посадочного горизонта, параллельной фронту очистных работ, бурятся ряды параллельных горизонтальных и нисходящих вертикальных или наклонных скважин, с контуром с двух сторон обрушаемый блок налегающих пород на вою длину посадки. Расстояния между скважинами, при мгновенном их взрывании, должны обеспечивать образование прорезных щелей по контурам посадочного блока (для скважин диаметром.105-110 мм они составляют 1,8-1,9 м).

Размеры посадочных блоков принимаются исходя из принятого шага посадки и высоты обрушения налегающих пород.

Выработки посадочного горизонта располагают в налегающих породах на расстоянии от вентиляционно-бурового горизонта, обеспечивающем требуемую толщину слоя принудительного обрушения пород кровли.

Расстояние между выработками посадочного горизонта определяется шагом посадки, глубиной бурения скважин и условиями проветривания.

При отсутствии отдельного посадочного горизонта посадка кровли производится из посадочных восстающих. Количество посадочных буровых камер по высоте восстающего зависит от толщины обрушаемого слоя налегающих пород. Посадочные восстающие располагаются по фронту очистных работ через 60м, а по глубине фронта в соответствии с принятым шагом обрушения. Возможна опережающая посадка кровли восходящими скважинам из выработок вентиляционно-бурового горизонта. Обуривание рудного уступа осуществляется при этом восходящими скважинами из выработок бурового горизонта[5,6].

Рисунок 8 - Схема опережающего принудительного обрушения пород кровли

Параметры и порядок обрушения налегающих пород определяются проектом на производство массового взрыва по отбойке ленты. При весьма сильной нарушенности пород кровли и их склонности к обрушению допускается ведение очистных работ без принудительной посадки.

5. Выпуск и доставка отбитой руды

Из очистных выработок отбитая руда поступает через траншеи (воронки) и дучки на горизонт скреперования и лебедками типа 55ЛС-2С доставляется в рудоспуски, оборудованные на откаточных горизонтах +90 и +45м с секторными затворами (участковые погрузочные пункты).

Площадный выпуск следует производить с поддержанием горизонтального или наклонного контакта с обрушенными налегающими породами в соответствии с утвержденными главным инженером рудника. Порядок выпуска, как правило, должен быть равномерно - последовательный.

При выпуске руды под обрушенными породами необходимо вести контроль за качеством и количеством руды, выпущенной из каждой выработки горизонта выпуска. При достижении предельно-допустимого разубоживания выпуск руды из дучки прекращается и выпускное отверстие перекрывается.

На гор. +90 м груженные рудой составы из вагонеток типа ВБ-2,5 с бортовой разгрузкой аккумуляторными электровозами типа АИВД-2 доставляются к капитальным рудоспускам для перепуска на гор.+45 м, оборудованным штыковыми опрокидывателями типа ОШП-9.

На гор. +45 м электровозные составы загружаются у капитальных рудоспусков с гор. +90 м или участковых погрузочных пунктов гор. +45 м и отправляются на околоствольный двор ствола 9-бис (электровозы аккумуляторные типа 2АМЗД-2 и контактные - К-10 - К-14, вагонетки типа ВГ-4,5 с глухим кузовом). Здесь на скиповых ветвях 1 и 2 составы разгружаются в опрокидывателях ОКЭ-4,0 в приемные бункера дробильного цеха. Затем с помощью питателей грохотов типа СВГ 1-200 подается в щековые дробилки типа ЦЦП9-12. Производительность грохота-питателя 1000 мЭ/час. После дробилок руда поступает в рудоспуски и из них подается на пластинчатые питатели типа 2-12-45 и далее по сборному ленточному конвейеру в дозаторы на отм. +5 м (см. ранее описание скипового подъема ствола 9-бис). Разгрузка скипов через рудоспуски осуществляется в рудном бункере. Максимальная эффективная суммарная емкость рудоспусков, бункеров и выпускных емкостей питателей 1600 м³. Через питатели и дозаторы руда на гор. +201 м поступает в вагоны типа ВРО-5, на восточной штольне гор. +201 м и по поверхностной крытой галерее контактными электровозами (К-14) доставляется к приемным бункерам Норильской обогатительной фабрики.

Порода из капитальных и подготовительных выработок на гор. +45 м и +90 м доставляется в вагонетках типа УВБ-2,5 к стволу 7-бис для выдачи скипом V=2,5 м³ на поверхность. Маршруты движения электровозов на всех горизонтах выполняются по кольцевой схеме. Колея - 900мм.

Организация работ по планированию и учету выпуска руды выполняется согласно "Временной инструкции по планированию и учету руды при выпуске", утвержденной главным инженером рудника.

6. Электромеханическое оборудование очистных и подготовительных работ

При отработке запасов западных флангов горизонтов +45 и +90 м предусмотрено применение системы блокового принудительного обрушения с одностадийным способом выемки и скреперной доставки руды. Выбор технологического оборудования для механизации очистных и подготовительно-нарезных работ произведен на основе рекомендаций ГМОИЦ Норильского комбината с учетом накопленного опыта работы на руднике "Заполярный" и номенклатуры выпускаемого оборудования для подземных рудников.

Перечень основного технологического оборудования для механизации очистных, подготовительно-нарезных, транспортных и других вспомогательных работ:

- Лебедка скреперная 55ЛС2СМ;

- Станок буровой УБУ-80 -18;

- Комплекс проходческий КПВ-4А;

- Комплекс проходческий КПН-4;

- Машина погрузочная шахтная ППН-ЗА;

- Машина погрузочная шахтная ПНБ-ЗД2М;

- Машина зарядная ЗМК-1А;

- Зарядчик ЗП-2;

- Вентилятор местного проветривания ВМЭ-6;

- Лебедка шахтная ШВА1800хО,25П;

- Машина для крепления выработок БМ-68у;

- Перфоратор колонковый ПК-75А;

- Перфоратор телескопный ПТ-38;

- Перфоратор ручной ПП-63;

- Насос HIM;

- Погрузчик ковшовый универсальный ПКУ-Б.

Подземный транспорт.

Техническими решениями на руднике "Заполярный" предусмотрен локомотивный вид подземного транспорта с применением на откаточных горизонтах +45 и +90 м аккумуляторных электровозов, а на откаточном гор. +201 м - контактных электровозов. Откатка руды и породы по выработкам откаточного горизонта +90 м производится электровозами АМ8-Д в вагонетках с откидным бортом ВБ-2,5. При этом руда после разгрузки составов перепускается на откаточный горизонт +45 м для последующей откатки к стволу 9-бис, а порода в вагонетках транспортируется к стволу 7-бис. Откатка руды на откаточном горизонте +45 м производится электровозами 2АМ8-Д в вагонетках с глухим кузовом ВГ-4,5 А, а породы -электровозами АМ8-Д в вагонетках ВБ-2,5. Составы с рудой направляются в околоствольный двор ствола 9-бис для разгрузки в круговых опрокидывателях, составы с породой - к стволу 7-бис для последующей выдачи на поверхность. Руда после подъема в скипах по стволу 9-бис поступает в рудные бункера горизонта +201 м, из которых загружается в составы из вагонеток с откидным бортом ВРО-5 и электровозами К 14 транспортируется до приемного бункера Норильской обогатительной фабрики[4].

Доставка оборудования и материалов в рудник производится с основной площадки. Схема доставки оборудования и материалов на откаточный горизонт +45 м:

- западная штольня - ствол 9-бис - выработки откаточного горизонта +45 м;

- на откаточный горизонт +90 м: западная штольня - гор. + 201 м - ствол 7-бис -выработки откаточного горизонта +90 м.

С откаточных штреков гор. +45 м и +90 м оборудование и материалы по восстающим выработкам поднимаются лебедками ШГ-1800 на участки очистных и подготовительно-нарезных работ. Перевозка людей по выработкам горизонтов +201 м и +45 м производится в вагонетках ВП-18. Схема доставки людей на участки горных работ гор. +45 м: административно-бытовой комбинат основной площадки - западная штольня - ствол 9-бис - западный квершлаг гор. + 45 м - откаточный штрек №4 - лифтовой подъемник №3, на участки горных работ гор. +90 м - пассажирский вокзал гор. + 201 м - лифтовой подъемник №2.

Управление опрокидывателем и электровозом при разгрузке состава - автоматическое. Загрузка вагонеток на погрузочных пунктах откаточных горизонтов +45 и +90 м производится из рудоспусков, оборудованных люковыми устройствами с секторным затвором. Размер кондиционного куска руды 700 мм. Составы с рудой на откаточном гор.+45 м направляются к стволу 9-бис. Откатка породы на откаточных горизонтах +45 и +90 м принимается по существующей схеме. Выдача породы из рудника предусматривается скипом по стволу 7-бис. Откатка породы при проходке тупиковых выработок на откаточных горизонтах +45 и +90 м предусматривается аккумуляторными электровозами АМ8-Д[7].

Для доставки контактных электровозов на гор. +90 м используется рельсовый уклон с откаточного гор. +45 м, оборудованный подъемной установкой с машиной Ц1,6х1,2АР. Для спуска-подъема людей между горизонтами +45 и +90 м предусмотрен лифтоподъемник "Алимак".

Диспетчеризация электровозного транспорта предусмотрена с применением систем электрической централизации. Электровозы оснащены средствами высокочастотной связи машинистов с диспетчером.

Для учета количества руды, выдаваемой из рудника, применяется автоматизированная система взвешивания груза в вагонетках в движении. Пункты взвешивания груженых и порожних составов оборудуются в западной и восточной штольнях гор. +201 м и в околоствольном дворе гор. +45 м ствола 9-бис на скиповых ветвях. На всех пунктах загрузки горной массы в вагонетки и разгрузки вагонеток с рудой и породой предусмотрено пылеподавление способом орошения. Механизация работ по содержанию путевого хозяйства в откаточных выработках предусматривает использование универсальных погрузчиков типа ПКУ-Б или других аналогичного назначения[2].

На руднике имеются две действующие площадки с подъемными установками: площадка ствола 9-бис и площадка ствола 7-бис.

7. Стационарные установки

Ствол 9-бис. Ствол воздуха подающий, оборудован клетевой с противовесом подъемной установкой для спуска-подъема людей, оборудования и материалов и двух скиповой подъемной установкой для выдачи руды с гор. +45 м на гор. +201 м. В стволе проложены трубопроводы противопожарно-оросительного водоснабжения (Ду 100мм), сжатого воздуха (Ду 500мм), шахтного водоотлива (Ду 450мм - 2 шт.), кабели и оборудовано лестничное отделение. Диаметр ствола переменный: от 6 до 7 м.

Армировка ствола жесткая с основными расстрелами из двух тавра 36^е. Проводники для скипов коробчатые сечением 212х136 мм, проводники для клети и противовеса - из рельса РЧЗ. Шаг армировки - 4168 м.

Скиповой подъем оснащен подъемной машиной 2Ц-6-2,4 (максимальное статическое натяжение - 29,7 т, максимальная разность статических натяжений -18 т) с безредукторным приводом постоянного тока с электродвигателем ПБК 380/65 (1600 кВт, 30 об/мин, 730 В), скипами 1СН7-1 с донной разгрузкой через секторный затвор, открывающийся при входе роликов затвора в разгрузочные кривые. Максимальная скорость подъема - 9,1 м/сек. Загрузка скипов в дозаторной, расположенной на отм. +5 м, вместимость дозаторов -7м³. Разгрузка скипов производится на отм. +224 м в рудные бункера. Управление загрузкой и разгрузкой скипов автоматическое и дистанционное.

Клетевой подъем оборудован подъемной машиной 2Ц-6-2,4 (максимальное статическое натяжение каната - 29,7 т, максимальная разность статических натяжений - 18 т) с без редукторным приводом с электродвигателем ПБК 380/65 (1300 кВт, 26 об/мин, 650 В), двухэтажной клетью 2КН4,5-1 грузоподъемностью 13 т. (количество людей на одном этаже клети - 30 человек), рассчитанной на вагонетку ВГ-4,5 А и противовесом. Максимальная скорость подъема - 7,54 м/сек. Клетью обслуживаются горизонты +224 м, +201 м, +45 м, +5 м, -24 м и нулевая отметка надшахтного здания. Околоствольные дворы на указанных горизонтах оборудованы посадочными кулаками, стволовыми дверями, задерживающими стопорами, площадками для посадки людей на второй этаж клети. Подача вагонов в клеть производится пневматическими штыковыми толкателями прямого действия через дозирующие стопоры, выталкивание вагонов из клети - пневматическими штыковыми толкателями обратного действия.

...