- применение рациональных параметров конструктивных элементов камерно-столбовой системы разработки, определенных с учетом горно-геологических, горно-технических условий и естественного (природного) напряженного состояния;

- предварительное обогащение руды (в шахте или на поверхности) рентгено-радиометрическими сепараторами либо сортировкой на грохотах отбитой горной массы, подготовленной деконцентрированными зарядами.

На основе этих принципов разработаны типовые варианты систем разработки для различных условий залегания маломощных пологих и наклонных жил.

Вариант 1 (рис. 3) предназначен для выемки жил с изменчивым углом падения по простиранию, а вариант 2 (рис. 4) – по падению-восстанию. Разновидностями вышеизложенных вариантов 1 и 2 являются соответственно варианты 3(патент РФ № 000, способ разработки

Рис. 3. Система разработки пологих и наклонных маломощных жил с подэтажной выемкой по простиранию, скважинной отбойкой и комбинированной доставкой руды:

1 – откаточный штрек; 2 – вентиляционный штрек; 3 – блоковый восстающий; 4 – подэтажные штреки; 5 – скважины; 6 – подштрековый целик; 7 – надштрековый целик; 8 – отрезная щель; 9 – ниша под скреперную лебедку; 10 – взрывозащищённые гидростойки; 11 – между­блоковый целик.
 

Рис. 4. Камерно-столбовая система разработки пологих и наклонных маломощных жил с выемкой по восстанию и скважинной отбойкой руды из буровых восстающих: 1 – откаточный штрек; 2 – вентиляционный штрек; 3 – блоковый восстающий; 4 – буровой восстающий;
 

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

5 – скважина; 6 – кустовая крепь; 7 – ниша под скреперную лебедку; 8 – взрывозащищенная гидростойка; 9 – надштрековый целик; 10 – подштрековый целик; 11 – междублоковый целик; 12 – отрезная выработка

Рис. 5. Система разработки пологих и наклонных рудных тел с раздельной выемкой руды горизонтальными слоями
 

Рис. 6. Камерно-столбовая система разработки с выемкой камер по падению, отбойкой и доставкой руды силой взрыва в очистном пространстве по простиранию: 1 - откаточный штрек; 2 - скреперный восстающий; 3 – буровая выработка; 4 - вентиляционный штрек; 5 - скважины; 6 - шпуры; 7 - рудоприемное пространство; 8 - вентиляционно-ходовой восстающий; 9 - камера (выработанное пространство); 10 - деревянные костры; 11 - деревянные кусты; 12 - надштрековый целик; 13 - междублоковый целик; 14 - подштрековый целик
 
по восстанию и закладкой выработанного пространства вмещающими породами: 1 - откаточный штрек; 2 - вентиляционный штрек; 3 - блоковый восстающий; 4 - отрезной штрек; 5 - наклонные шпуры (скважины); 6 - выработанное пространство; 7 - подсечная выработка; 8 - шпуры (скважины) по руде; 9 - шпуры (скважины) по породе; 10 - закладка; 11 - отбойный щит

αпр - угол падения рудного тела по простиранию
 

маломощных пологих и наклонных рудных тел) и 4 (рис. 5, 6), предназначенные для выемки маломощных пологих и наклонных жил в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях (высокая изменчивость угла падения, мощности) по простиранию и падению-восстанию рудных тел.

Устойчивые размеры конструктивных элементов предлагаемых систем разработки, в т. ч. существующей на руднике, определяли по известным методикам, основанных на первоначальных природных напряжениях и исходя из условия непревышения расчетных напряжений допустимых (, , и др.).

Параметры конструктивных элементов применяемой на руднике камерно-столбовой системы разработки определяли для глубин 100, 200, 300 м. При этом производили расчеты и моделировали камеры шириной 6,6 м и 15 м с междукамерными целиками длиной 5,8 м, шириной 1,8 м и высотой 1,6 м. Расчет напряжений в междукамерных целиках произведен по методике академика от действия свода возможного обрушения в зависимости от пролета камер из условия устойчивости:

σц =σвсв · Кн ≤ σдоп, (2)

где σвсв= -Ку·γ·Н - напряжение от веса свода возможного обрушения пород, МПа; Кн- коэффициент концентрации напряжений в целиках.

Коэффициент Ку, учитывающий уменьшение вертикальной нагрузки (γ·Н) от возможного свода обрушения пород принимали равным 0,7 для глубины разработки до 100 м (по ВНИМИ). Для глубин 200 и 300 м использовали значения Ку, приведенные в табл. 2, установленные на основе моделирования методом конечных элементов.

Таблица 2

Результаты расчета коэффициента Ку, учитывающего уменьшение вертикальной нагрузки (γ·Н) от возможного свода обрушения пород

№ п/п

Глубина разработки, м

Значение коэффициента Ку

Среднее значение коэффициента Ку

длина камеры 6,6 м

длина камеры 15,0 м

1

100

0,7

0,7

0,7

2

200

0,55

0,44

0,49

3

300

0,56

0,48

0,52

В результате установлено следующее. Напряжения в целиках и кровле камер имеют сжимающий характер и не превышают допустимых. На глубинах 100, 200 и 300 м при отсутствии тектонических нарушений допускается применять камеры шириной до 15 м и целики с размерами 5,8 х 1,8 х 1,6 м. При этом середину пролёта камер, где напряжения в кровле приближаются к растягивающим, необходимо подкреплять стойками или кустами для исключения возможных вывалов породы. Оставляемые при отработке штольневых горизонтов целики имеют 3…5 кратный запас прочности, а на глубоких горизонтах он равен 1,3…3. В этой связи при оставлении междукамерных целиков возможно уменьшение их размеров, что сократит потери полезного ископаемого. Аналогичные расчеты произведены для междуэтажного целика, в котором также расчетное напряжение не превышает допустимого.

Для предлагаемых систем разработки с учетом первоначальных природных напряжений расчетным путем по вышеизложенным методикам определены устойчивые размеры междублоковых и междуэтажных целиков для глубины 200 м и мощности жилы 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 м (табл. 3), при которых напряжения в целиках не превышают допустимых.

Таблица 3

Устойчивые размеры междуэтажных и междублоковых целиков для предлагаемых систем разработки

Мощность жилы m, м

Размеры целиков, длина x ширина, м

междублоковый

междуэтажный

выемка по простиранию (варианты 1 и 3)

0,5

4,1 x 5,5

сплошной x 8,2

1,0

4,0 x 6,5

сплошной x 9,2

1,5

3,9 x 7,5

сплошной x 10,2

2,0

3,8 x 8,5

сплошной x 11,2

выемка по восстанию (варианты 2 и 4)

0,5

20,0 x 7,0

сплошной x 8,2

1,0

20,0 x 7,6

сплошной x 9,2

1,5

20,0 x 8,4

сплошной x 10,2

2,0

20,0 x 9,0

сплошной x 11,2

По общей ожидаемой нагрузке на крепь произведен расчет её устойчивости в выработанном пространстве и определены расстояния между стойками, кустами и кострами в зависимости от мощности жилы (параметры приведены в диссертации).

Экономическая оценка предлагаемых технологий и определение наиболее эффективной произведена по удельным приведенным затратам Зприв. и прибыли (ПР) с 1 т погашенных балансовых запасов по методике академика :

Зприв.=Ст.+Е∙Ку., руб/т, (3)

где Ст. – полная себестоимость добычи и переработки 1 т товарной руды, руб/т;

Е – ставка рефинансирования банка (коэффициент эффективности капиталовложений), Е=0,105; Ку. – удельные капиталовложения, руб/т;

ПР=Цб. ∙Кн.∙Ки. о. -(Сб. ∙Кн.+Е∙Ку.), руб/т, (4)

где Цб. - валовая ценность 1 т балансовых запасов, руб/т; Кн. - коэффициент извлечения из недр, дол. ед.; Ки. о. - коэффициент извлечения полезного компонента при переработке (обогащении), дол. ед.; Сб. - полная себестоимость добычи и переработки 1 т балансовых запасов, руб/т.

Предложенные технологические схемы рассчитывали для различных мощностей жилы, типов погрузочно-доставочного оборудования и крепи.

Расчеты показали, что все предложенные варианты систем разработки по приведенным затратам эффективнее (на 2-30%) применяемой на руднике при мощности жилы m=1,0 м. Кроме того, они производительнее (в 1,7-2,5 раза) используемой на руднике и обеспечивают более высокие показатели извлечения полезного ископаемого из недр (снижение потерь руды в 1,7-2,1 раза, разубоживания - в 1,2-1,75 раза). Рудосортировка грохочением позволяет уменьшить объем пустой породы в руде, подаваемой на фабрику в 1,7-2,2 раза, тем самым увеличить в 1,25-1,34 раза содержание металла в товарной руде и снизить объем перерабатываемой на фабрике рудной массы. Зависимости изменения потерь, разубоживания, производительности труда забойного рабочего, полной себестоимости добычи и переработки 1 т товарной руды и удельных приведенных затрат от мощности рудного тела представлены в табл. 4.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5