Вскрытие, подготовка, система и технологическая схема разработки рудной залежи

 

Предназначен для транспортирования составов по подземным выработкам шахт и рудников с уклоном до 0,005 и радиусами закругления рельсовых путей не менее 12 м., в которых действующими правилами безопасности разрешена эксплуатация контактных электровозов. ТУ У35.2-25103132-007:2006.

Вагонетки типа ВГ шахтные грузовые с глухим, неопрокидывающимся кузовом предназначены для транспортирования горной массы при подземной разработке полезных ископаемых и строительстве подземных сооружений.

Для транспортирования руды от блока  до околоствольных дворов применяют  погрузо-доставочные машины (ПДМ). Достоинства  ПДМ заключается в их высокой производительности и универсальности, но они имеют и ряд таких недостатков, как высокая стоимость, небольшой срок службы (3-6 лет), а также для них требуются выработки достаточно больших сечений.

Выбираем самоходное оборудование, исходя из рассчитанного сечения квершлага:

Самоходное  оборудование

Таблица 14

ПДМ (ковшовые)
Марка оборудования	Параметры в свету
	Сумма зазоров, мм	Ширина, мм	Sсв, м2
ПД-5	1700	3600	11.2

 

 

 

В выработках, предназначенных для  транспортировки руды и сообщения  с очистными забоями, должны приниматься зазоры между наиболее выступающей частью транспортного средства и стенкой (крепью) выработки или размещенным в выработке оборудованием: 1,2 м со стороны прохода людей и 0,5 м — с противоположной стороны.

 

Технически возможный  вариант вскрытия шахтного поля: вертикальным стволом и откаточными квершлагами.

Технические параметры вскрытия

Приблизительная площадь поперечного  сечения вскрывающих выработок  в проекте определяется по годовой  производительности рудника (млн.т/год).

 

Площадь поперечного сечения вскрывающих выработок

Таблица 15

Наименование выработок	Формула	Площадь поперечного сечения выработки,
Главный вертикальный ствол	9+10,8*Aг	25,2
Откаточный квершлаг	2+6,15* Aг	11,2
Фланговый вентиляционный ствол	5+2,82*Aг	9,23
Фланговый квершлаг	4,15*Аr	6.225

 

2.5 Околоствольные дворы

Околоствольный двор главного ствола

Рис.1 Околоствольный двор главного ствола.

 

 

Проектная производительность шахты 1100 тыс тонн руды в год

Проектные данные о рудодворе:

• Объем выемки пароды в проходке 1606м³;
• Расход крепежных материалов: бетона 16 м³;
• Длина рельсовых путей 195,1 м;
• Материалы для путей: рельс 9,4 т, шпал 325 шт, стрелочный перевод 5 комплектов.

Околоствольный двор вентиляционного ствола

Рис.2 Околоствольный двор главного ствола.

Проектные данные о рудодворе:

• Объем выемки породы в проходке 503 м³
• Расход крепежных материалов: стоек 18,1 м³, опал 433 шт;
• Длина рельсовых путей в рудодворе 49,1 м;
• Расход материалов для путей: рельс 2,4 т, шпал 32 шт

 

 

Таблица 16

Наименование  ствола	Годовая производительность рудника, тыс.т/год	Количество стволов	Тип подъёма	Объём выработок ОД,
Главный	1467	1	Скиповой	1606
Вентиляционный	1467	1	Скиповой	503

 

Объём выработок  околоствольных дворов

Объём выработок околоствольного двора у вентиляционных стволов:

А_э — годовая производительность этажа, млн.т

А_г — производственная мощность рудника, млн.т

n — число этажей

Расход крепежных материалов :бетон 136м³, стоек 26,7 м³,длинна рельсовых путей 192м; расход для материалов для путей рельс 11,85 т.,261 шт.Стрелочных переводов 4 комплекта.

Рудничный двор является клетьевым ,выполняющим  и вспомогательные функции. Электровоз прибывает в рудничный двор, находясь в конце состава, проталкивает этот состав к предклетьевым стопорам, и отцепившись от состава и возвращается за стрелку ,переходит на обгонный путь ,двигаясь по которому попадает в порожняковую часть двора, где забирает имеющийся порожняковый и отправляется с ним на участок.

Длина грузового участка путей 56 м, что соответствует размещению на нем 20 вагонеток ,  длина порожнякового пути 41 метр, на котором можем разместить 14 вагонеток.

2.6.Система разработки

 

Система разработки — определенный порядок расположения и проведения горных выработок (подготовительных и нарезных) в добычном блоке, увязанный в пространстве и времени с выполнением технологических процессов очистной выемки и обеспечивающий эффективную и безопасную разработку месторождения.

В данном проекте для разработки месторождения выбрана этажно-камерная

система разработки.

 

Система разработки с магазинированием руды

Сущность систем разработки с обрушением руды и вмещающих пород заключается  в том, что в подготовленных к выемке блоках (панелях, зонах) производят обрушение руды, которую выпускают под налегающими породами, обрушающимися вслед за рудой. Отсюда и условия, в которых эта система может успешно применяться: неустойчивые, легкообрушающиеся (вслед за рудой) вмещающие породы; возможность обрушения поверхности; незначительная ценность руды; отсутствие включений пустых пород и различных сортов руд. Выпуск руды под налегающими породами является чрезвычайно важным технологическим процессом при рассматриваемых системах разработки. От качества выпуска зависят потери и разубоживание руды. Современные способы выпуска руды пока не обеспечивают высоких показателей извлечения. Наблюдаются большие потери руды и высокое ее разубоживание, а поэтому применять системы с обрушением руды и вмещающих пород целесообразно лишь при разработке руд невысокой ценности. 
В настоящее время системы с обрушением руды и вмещающих пород нашли широкое применение при разработке рудных месторождений. Они применяются как самостоятельные при выемке отдельных рудных тел или же как вспомогательные при отработке целиков и потолочин в других системах разработки. 
Системы разработки этого класса отличаются друг от друга высотой обрушаемого массива. Системы разработки с разделением этажа на подэтажи называются системами подэтажного обрушения, а системы разработки без разделения этажа на подэтажи - системами этажного обрушения. 
Наиболее гибкими в применении оказались системы под-этажного обрушения, с помощью которых успешно ведется разработка рудных месторождений в самых разнообразных условиях, в том числе и на больших глубинах с проявлением горного давления. 
Следует отметить, что в определенных условиях достаточно лишь произвести подсечку и отрезку подлежащего к обрушению рудного массива, как он начинает постепенно самообрушаться. 
Можно вести как этажное, так и подэтажное самообрушение. В зависимости от этого различают системы подэтажного самообрушения и системы этажного самообрушения. 
Усилиями советских специалистов-горняков (М. В. Гуминский, В. Ф. Лавриненко и др.) разработаны методы управления самообрушением руды. Но темпы современной добычи руды иногда недостаточны для осуществления процесса самообрушения. По этой причине системы разработки с самообрушением руды в настоящее время применяются редко. 
Рассмотрим наиболее широко применяемые системы разработки этого класса. 
Система подэтажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами применяется при разработке месторождений мощностью от 5 - 6 м до 150 - 200 м и более. Нижний предел мощности залежи ограничивается в основном возможностями скважинной отбойки и выпуска руды. 
Система подэтажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами применяется в двух основных вариантах: 
с отбойкой руды на компенсационное пространство (горизонтальное, вертикальное, наклонное); 
с отбойкой руды на ранее обрушенные руды или пустые породы (в зажиме). 
Вариант системы подэтажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами на горизонтальное компенсационное пространство применяется при разработке месторождений средней мощности и мощных. 
Подготовка блоков как при этом, так и при других приведенных выше вариантах этой системы практически одинакова. Она включает проходку полевого откаточного штрека и ортов. Из откаточных ортов до отметки первого подэтажа проходят рудоспуски, ходовые и материальные восстающие. На каждом подэтаже проходят хозяйственные орты и штреки скреперования. На границах блока штреки скреперования соединяют вентиляционными ортами, из которых в лежачем боку проходят запасной ходовой восстающий. 
Очистные работы начинают с подсечки, после выпуска руды из которой образуются горизонтальные компенсационные пространства (камеры). Для большой устойчивости этих пространств между ними оставляют целик. 
Массив руды разбуривают глубокими скважинами из специальных буровых выработок. Взрывание скважин осуществляют короткозамедленным способом. При этом в первую очередь взрывают скважины, разбуренные в целиках. 
После взрывания глубоких скважин приступают к массовому выпуску руды через дучки. Доставку руды производят с помощью скреперных установок, виброконвейеров или самоходных машин. В зависимости от применяемого способа доставки изменяется конструкция горизонта доставки. 
Система разработки отличается высокой производительностью, экономичностью, хорошими условиями проветривания. Вместе с тем эта система имеет ряд недостатков, главными из которых являются: большой объем подготовительных работ и невозможность применения самоходной буровой техники. Горизонтальное направление отбойки снижает устойчивость выработок горизонта выпуска руды. 
Система подэтажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами на вертикальное компенсационное пространство (щель). Подготовка блока при этой системе, как уже отмечалось, аналогична описанной выше. Выемка руды начинается с образования вертикального компенсационного пространства (щели), на которое встречно направленно отбивают маесив, разбуренный глубокими скважинами из буровой выработки. 
При этой системе разработки значительно снижается динамическое воздействие взрыва на выработки приемного горизонта. Кроме того, такой способ отбойки позволяет улучшить качество дробления горной массы за счет соударения отдельных кусков. 
Варианты системы подэтажного обрушения с отбойкой руды на наклонное компенсационное пространство показаны. 
Разбуривание массива глубокими скважинами производится из буровых выработок, расположенных на уровне горизонта воронок. Толщина отбиваемого слоя по горизонтали, как правило, равна расстоянию между выработками выпуска руды (скреперования). Наклонные слои отбивают на наклонное компенсационное пространство. Выпуск отбитой руды производят через выпускные выработки (дучки или щели). Доставка отбитой руды производится скрепером в рудосвалочные восстающие. 
При применении системы подэтажного обрушения также с отбойкой наклонных слоев руды на наклонную подсечку разбуривание массива производится непосредственно из выработок горизонта доставки (скреперования). Это позволяет исключить проходку специального бурового штрека и упростить конструкцию системы. При таком разбуривании массива устья глубоких скважин недозаряжают ВВ с целью предохранения штреков скреперования от разрушения в момент массового взрыва. Однако после взрывания скважин их недозаряженные части используются при образовании выпускных дучек или щелей. 
Доставка отбитой руды производится скрепером с погрузкой непосредственно в вагоны через полки. 
Система подэтажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами на зажатую среду разработана сравнительно недавно. Однако уже накоплен значительный положительный опыт применения этой системы разработки. Так, в условиях Криворожского бассейна, например, при отбойке на зажатую среду достигается лучшее дробление руды, чем при отбойке на компенсационные пространства. 
Отличительная особенность этой системы разработки заключается в том, что отбойка слоев руды, разбуренных из буровых выработок глубокими скважинами, производится не на компенсационное пространство, выполненное в виде камеры (пустоты), а на ранее обрушенную руду или даже пустые породы. Таким образом, при отбойке руды на зажатую среду отпадает необходимость в трудоемкой операции по образованию компенсационного пространства. 
Необходимое компенсационное пространство для размещения обрушаемой руды создается за счет уплотнения под действием энергии взрыва обрушенных ранее пород и их амортизационных свойств. 
Вместе с тем необходимо отметить, что выпуск обрушенной руды при таком способе отбойки следует производить с особым вниманием, не допуская преждевременных потерь и разубожи-вания. 
При системе этажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами блок обрушают сразу на всю высоту этажа. В этом заключается основное отличие ее от системы подэтажного обрушения. 
Четкой границы между этими системами провести вообще невозможно. На одних рудниках высота этажа составляет 40 м и, естественно, на всю эту высоту (этажа) производят обрушение руды. Следовательно, применяют систему этажного обрушения. На других же рудниках высота этажа составляет 80 м и его делят на два подэтажа, в пределах которых и производят обрушение руды. В этих условиях система именуется уже системой подэтажного обрушения. 
В практике наибольшее распространение получили системы этажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами на горизонтальные компенсационные пространства, вертикальные компенсационные пространства и на зажатую среду.

Объёмы горно-капитальных  работ (ГКР)

По итогам построения схемы вскрытия и выбора сечений вскрывающих  выработок рассчитан в табличной  форме объём ГКР. При заполнении таблицы длину вскрывающих выработок, ориентированных параллельно проекционным плоскостям, принимаем по чертежу.

Объемы вскрывающих  выработок и их стоимость

         Таблица 17

 

 

 

 

 

Объемы капитальных  затрат

Таблица 18

Наименование горной выработки	Количество выработок	Сечение выработки в  проходке, м2	Длина выработки, м	Объём одной выработки, м3	Суммарный объём выработки, м3	Стоимость проходки 1 м3, руб	Сумма капитальных затрат на проведение выработки, млн. руб
Главный вертикальный ствол	1	25,2	1660	41832	41832	6000	250992000,00
Вентиляционный ствол	1	9,23	1660	15321,8	15321,8	6000	91930800,00
Околоствольный двор главного вертикального ствола	14	-	-	1606	22484	6000	134904000,00
Околоствольный двор вентиляционного ствола	14	-	-	503	7042	6000	42252000,00
Откаточные квершлаги
- горизонта -600	1	15,2	392	5958,4	5958,4	1999	11910841,60
- горизонта -676	1	15,2	417,1	6339,92	6339,92	2000	12679840,00
- горизонта -753	1	15,2	445,1	6765,52	6765,52	2000	13531040,00
- горизонта -830	1	15,2	473,1	7191,12	7191,12	2000	14382240,00
- горизонта -907	1	15,2	501,1	7616,72	7616,72	2000	15233440,00
- горизонта -984	1	15,2	529,1	8042,32	8042,32	2000	16084640,00
- горизонта -1061	1	15,2	557,1	8467,92	8467,92	2000	16935840,00
- горизонта -1138	1	15,2	585	8892	8892	2000	17784000,00
- горизонта -1215	1	15,2	613	9317,6	9317,6	2000	18635200,00
- горизонта -1292	1	15,2	641	9743,2	9743,2	2001	19496143,20
- горизонта -1369	1	15,2	669	10168,8	10168,8	2002	20357937,60
- горизонта -1446	1	15,2	697	10594,4	10594,4	2003	21220583,20
- горизонта -1523	1	15,2	725	11020	11020	2004	22084080,00
- горизонта -1600	1	15,2	753	11445,6	11445,6	2005	22948428,00
Квершлаг главного вентиляционного ствола	28	-	-	396	11088	6000	66528000,00
Откаточные квершлаги
- горизонта -600	1	6,225	392	2440,2	2440,2	2000	4880400,00
- горизонта -676	1	6,225	283,6	1765,41	1765,41	2000	3530820,00
- горизонта -753	1	6,225	350,8	2183,73	2183,73	2000	4367460,00
- горизонта -830	1	6,225	417,6	2599,56	2599,56	2000	5199120,00
- горизонта -907	1	6,225	484,8	3017,88	3017,88	2000	6035760,00
- горизонта -984	1	6,225	552,12	3436,947	3436,947	2000	6873894,00
- горизонта -1061	1	6,225	619,2	3854,52	3854,52	2000	7709040,00
- горизонта -1138	1	6,225	686,4	4272,84	4272,84	2000	8545680,00
- горизонта -1215	1	6,225	753,2	4688,67	4688,67	2000	9377340,00
- горизонта -1292	1	6,225	641	3990,225	3990,225	2000	7980450,00
- горизонта -1369	1	6,225	669	4164,525	4164,525	2000	8329050,00
- горизонта -1446	1	6,225	697	4338,825	4338,825	2000	8677650,00
- горизонта -1523	1	6,225	725	4513,125	4513,125	2001	9030763,13
- горизонта -1600	1	6,225	753	4687,425	4687,425	2002	9384224,85
Штреки	28	17	824,88	14022,96	392642,88	2000	785285760,00
Орты	208	15	50	750	156000	2000	312000000,00
Всего:							2027098465,58

 

 

Объемы капитальных  затрат

Статьи и  виды затрат	Количество	Стоимость единици, тыс руб.	Общая стоимость, руб.
1 Горно проходческие  затраты
-	-	-	2027098465,58
2 Стоимость  основного капитального оборудования
Вентилятор  главного проветривания	1	8250	8250000
Подъемное оборудование	2	1000	2000000
Насосная установка	8	850	6800000
Рудничный электровоз К-19	2	3000	6000000
Вагонетка ВГ-1,6	12	900	10800000
Погрузочно-доставочная  машина           ПД-5	19	2000	38000000
3 стоимость  зданий
АБК	1	150000	150000000
Склад ВМ	1	10000	10000000
Склад руды	1	54000	54000000
Копры	2	1900	3800000
Ремонтные мастерские	1	10000	10000000
Здания и  сооружения энергетического назначения	1	90000	90000000
Всего:			2416748465,58

Раздел 3. Технико-экономические показатели по системе разработки

Таблица 19

 

Объемы эксплуатационных затрат затрат

Расходы	Длинна/мощность, км/кВт	Еденици измерения	Стоимость единици	Количество руды	Сумарные затраты
Водземный транспорт	1,01	руб/т*км	3	1467018	4445064,54
Подъем по главному стволу	0,83	руб/т*км	15	1467018	18264374,1
Поддержание ГВ	-	руб	-	-	16006000
Водоснабжение	250	руб/кВт	15	-	1315440000
Вентиляция	660	руб/кВт	15	-	86724000
Всего					1440879439