О совершенствовании технологии выемки наклонных рудных тел Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

------------------------------------- © С.И. Цатнев, С.О. Версилов,

В.Н. Игнатов, Т.Ю. Горбаенко,

2011

УДК 622.34

С.И. Цатнев, С. О. Версилов, В.Н. Игнатов,

Т.Ю. Горбаенко

О СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ ТЕХНОЛОГИИ ВЫЕМКИ НАКЛОННЫХ РУДНЫХ ТЕЛ

Предложен новый вариант камерно-столбовой системы разработки наклонных рудных тел.

Ключевые слова: камерно-столбовая система, очистные камеры, рудное тело, скрепер, вагонетка.

Одним из существенных недостатков камерно-столбовой системы разработки является то, что горнорабочие должны вести работы непосредственно в очистном пространстве, где существует достаточно высокая вероятность их травмирования отслоившимися породами кровли. Для реального повышения безопасности необходимо изыскивать варианты, снижающие время пребывания горнорабочих в очистных камерах. Например, отработать часть запасов на открытую камеру, а запасы второй очереди погасить с обрушением и выпуском руды через дополнительно пройденные выработки.

Общий вид нового варианта камерностолбовой системы разработки приведен на рисунке.

Технология подготовки и ведения очистной добычи следующая. В лежачем боку проходят блоковые восстающие 1, штреки скреперования 2 и рудоспуски 3. В рудном теле проходят дополнительные штреки скреперования 4, которые сбиваются между собой меж-дупанельными буровыми восстающими 5. Часть рудного тела по падению между двумя дополнительными штреками скреперования образует очистную па-

нель. Устье буровых восстающих оформляют для приема обрушенной руды.

В первую стадию отрабатываются запасы панели с оставлением междупа-нельных целиков 10. Из восстающих 5 бурят скважины 7, отбивают руду и доставляют ее силой взрыва к дополнительному штреку скреперования 4. Руду доставляют на дополнительный штрек скреперования 4 и зачищают днище очистной камеры 6 скреперным ковшом 9. По дополнительному штреку скреперования 4 руду доставляют скрепером (на рисунке не обозначено) к рудоспуску 3 и далее по блоковому восстающему 5 на погрузку в откаточные вагонетки.

Во второй стадии, дополнительные штреки скреперования 4 используют для обуривания рудных запасов скважинами 12. Обрушенную руду, через выпускные воронки 11 доставляют на основные штреки скреперования 2 и далее транспортируют по блоковому восстающему. Принятое направление отбойки массива скважинами 12 относительно рудных целиков позволяет свести к минимуму потери за счет уме ньшения разлета кусков руды в очистные камеры.

18 УЖУ $ /У/ ^0) ш ///

Вариант камерно-столбовой системы разработки: 1 - блоковый восстающий, 2 - основной штрек скреперования, пройденный из блокового восстающего 1, в породах лежачего бока; 3 - рудоспуск, пройденный из основного штрека скреперования 2 в рудное тело; 4 - дополнительный штрек скреперования, пройденный в рудном теле (на рисунках не обозначено); 5 - междупанель-ный буровой восстающий, пройденный в рудном теле из дополнительного штрека скреперования 4; 6 - отработанная камера, образующаяся на месте междупанельного бурового восстающего 5; 7 -скважины для обрушения и взрывной доставки руды, посредством которых междупанельные буровые восстающие 5 разделываются в отработанные камеры 6; 8 - обрушенная руда; 9 - скреперный ковш; 10 - междукамерный целик, образующийся между очистными камерами 6 после первой стадии отработки; 11 - выпускные воронки, восстановленные из основного штрека скреперования 2 после формирования очистных камер 6 и междупанельных целиков 10 на верхней и нижней панели относительно штрека скреперования 2; 12 - скважины для отработки запасов второй очереди (пробуриваются одновременно с формированием выпускных воронок 11); 13 - междукамерный целик после второй стадии отработки

После отработки рудных запасов в первую и во вторую стадии остаются рудные целики 13. Междукамерные целики 4, остающиеся после второй стадии отработки являются естественными опорами кровли очистных камер. Целики 13 препятствуют обрушению пород кровли очистных камер, снижая разубо-живание.

Расстояние между массивными опорными целиками определяется по следующей формуле:

. = 18 5^

° пцу!24п ’

где 5 — предел прочности рудных тел на одноосное сжатие; dмц - диаметр между рудных целиков; с - коэффициент высоты свода естественного обрушения горных пород основной кровли (0,6); ^ — коэффициент запаса прочности; у — объемный вес пород основной кровли; I - пролет между осями междукамерных целиков; п -мощность рудного тела (высота массивного целика).

Из всех параметров формулы ярко выраженный вероятностный характер имеют 5 и у, значения которых могут существенно изменяться даже в пределах одной выемочной единицы.

Зависимость для розыгрыша (моделирования) промежуточных значений 5 j или у j имеет следующий вид:

X: = °.5 (Ха - XI)+ Х*2 2Х ,

где xi - промежуточное (ье) значение 5 или у; хб, хм - соответственно, наибольшее и наименьшее значения

5 или у ; £, — нормально распределенная случайная величина (определяется по таблице или путем генерирования случайных величин).

В окончательном виде формула для определения расстояния между массивами опорными целиками с учетом вероятностного характера исходной информации выглядит следующим образом:

N 5 ___

18 N-1^5 ф-во

I =________!=1_______

° 1.8 N - у’

7=1 у 7

где N — количество опытов (разыгрываний) 5; N — количество опытов (разыгрываний) у.

Промышленные испытания нового варианта камерно-столбовой системы разработки, которые проводились на Урупском руднике показали, что кроме снижения риска травмирования горнорабочих, были улучшены и технологические показатели. За счет снижения потерь руды в опорных целиках и при погашении запасов второй стадии, по сравнению с базовым вариантом общие потери руды по системе разработки были снижены с 20,8 % до 15,9 %.

За время отработки запасов и подготовке опытного блока в эксплуатацию не было зафиксировано ни одного случая производственного травматизма. Это было достигнуто при очистной выемке - за счет внедрения взрывной доставки руды, позволяющей исключить пребывание горнорабочих в зоне повышенного риска - очистной камере. [Дгсга

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -------------------------------------------------------------------------

Цатнев С.И. - ЮРГТУ (НПИ),

Версилов Сергей Олегович - доктор технических наук, проф. кафедры «Безопасность жизнедеятельности и охрана окружающей среды» ЮРГТУ (НПИ),

Игнатов Виктор Николаевич - доктор технических наук, профессор, директор ООО научноисследовательский и проектный институт «Недра» (ООО НИПИ «Недра»).

Горбаенко Т.Ю. - ЮРГТУ (НПИ) [email protected]