УДК 622. 271
Секционное районирование пространства
угольного разреза при выборе местозаложения внутреннего отвала
КузГТУ
Научный руководитель – к. т.н., доцент
При производстве открытой угледобычи в Кемеровской области длительное время основополагающими системами разработки оставались и остаются углубочная продольная одно (наклонные залежи) и двухбортовая (крутопадающие залежи) система разработки (по классификации академика [1]). При таких системах разработки все вскрышные породы размещаются на внешние отвалы, что сопровождается большой землеемкость открытых горных работ.
При этом в общей технической политике производителей угля существует устойчивое направление на увеличение объёмов внутреннего отвалообразования при разработке наклонных и крутых залежей угля. Данные технологии направлены на устранение вышеуказанного недостатка углубочных продольных систем разработки.
Такие схемы отработки карьерных полей возможны при поперечных технологиях [2,3] к которым относятся: поперечная технология отработки угольных месторождений с созданием карьера первой очереди по ; поэтапно-углубочная технология отработки угольных месторождений; челночно-слоевая технология отработки угольных месторождений и поперечная блочно-слоевая технология отработки угольных месторождений. При поперечных системах разработки различают два этапа развития горных работ: 1) формирование первоначальной емкости с размещением вскрыши на внешние отвалы; 2) отработка основной части карьерного поля с направлением вскрыши на внутренние отвалы (рис.1).
Сущность поперечной технологии с созданием карьера первой очереди заключается в следующем. В одном из торцов залежи от текущей глубины сооружают карьер ограниченных размеров до проектной глубины - так называемый карьер первой очереди. Основное назначение этого карьера - создание первоначальной емкости для размещения вскрышных пород при отработке оставшейся части залежи. После завершения строительства карьера первой очереди производят отработку оставшейся части залежи по простиранию с размещением пород вскрыши в выработанное пространство. После сооружения карьера первой очереди осуществляется переход на технологию с внутренним отвалообразованием.
В Кузнецком филиале НИИОГР и Кузбасском политехническом институте была разработана поэтапно-углубочная технология, сущность которой состоит в следующем. В одном из торцов угольной залежи сооружают от текущей глубины котлован вкрест простирания залежи на глубину, равную высоте уступа. Породу вскрыши вывозят на внешний отвал. После сооружения котлована породу от разработки первого горизонта размещают в выработанном пространстве. Углубка горных работ ведется до проектной глубины карьера. После этого рабочая зона становится постоянной, и вся порода вскрыши перемещается во внутренний отвал.
Поперечная технология отработки угольных месторождений с созданием карьера первой очереди по | Поэтапно-углубочная технология отработки угольных месторождений |
Челночно-слоевая технология отработки угольных месторождений | Поперечная блочно-слоевая технология отработки угольных месторождений |
Рис.1. Поперечные системы разработки наклонных и крутопадающих залежей. |
Поперечная блочно-слоевая технология является дальнейшим развитием поперечной технологии с карьером первой очереди. Отличительная особенность данной технологии - деление всего месторождения по простиранию на блоки, включающие карьер первой очереди, и блоки, отрабатываемые на внутренний отвал.
Сущность челночно-слоевой технологии заключается в отработке месторождения горизонтальными слоями с разнонаправленным подвиганием фронта работ и размещением всех пород вскрыши в выработанном пространстве. Отработку месторождения начинают с сооружения в одном из торцов карьерного поля поперечной карьерной выемки на глубину отрабатываемого слоя. После сооружения подготовительной углубочной горной выработки на втором горизонте производят отработку второго (слоя) с размещением пород вскрыши в выработанном пространстве этого же горизонта. Породу вскрыши из внутреннего отвала первого горизонта перемещают во внутренний отвал этого же горизонта на поверхность внутреннего отвала нижележащего слоя. Затем направление подвигания фронта работ меняется на противоположное направление, т. е. отработка нижнего слоя ведется в обратную сторону. После отработки второго слоя осуществляют, при необходимости, углубку на третий горизонт (слой) с соблюдением всех технологических операций, указанных при углубке на второй горизонт, и изменением подвигания фронта работ на противоположное направление.
Поисковые решения при выборе местозаложения первоначальной горной выработки привели к тому, что в дальнейшем производится районное деление разреза на сектора с целью изучения вероятных мест закладки выработки под внутренние отвалы (рис.2). В практике проектирования главное направление развития горных работ условно делит разрез на две части. Так при проектировании карьеров привязка разрезной траншеи осуществляется к самому мощному пласту свиты, затем по направлению от юга к северу делим условно разрез в плане на участки, которым присвоим имена: с1, с2, ц1, ц2, ю1, ю2. Такое районирование необходимо для того чтобы во-первых детально рассмотреть процесс выбора закладки выработки под внутренний отвал, во вторых это обусловлено неравномерностью отработки карьерного поля в пространстве, в третьих на каждом из участков отклонение пласта или группы пластов от прямолинейности приводит к тому что ширина карьерного поля в поперечном сечении значительно может значительно колебаться, и в четвертых значения иных факторов в каждом секторе весьма может отличаться.
Рис.2. Районирование карьерного пространства в плане на сектора.
При учете этих принципов обеспечивается оптимизация строительства выработки под внутренний отвал, а в дальнейшем при очередности разработки карьера обеспечивается максимальная реализация преимуществ каждой из систем разработки с соответствующим улучшением всего комплекса технико-экономических и экологических показателей. В качестве примера выбора районного сектора сооружения первоначальной выработки под внутренний отвал приведена графическая интерпретация взаимозависимостей представленных номограммой (рис.3)
Рис.3. Пример реализации районирования карьерного пространства под внутренний отвал.
Как видно из рис.3. процесс районирования карьерного пространства сводится к тому что, первоначально намечается в карьерном пространстве сектор под складирование вскрышных пород, затем оценивается его приемная способность и то, какое влияние в технико-экономическом контексте окажет этот технологический процесс.
Список литературы:
Ржевский горные работы. Ч. 2 . Технология и комплексная механизация / М.: Недра, 1985. -549с. Перспективные технологии открытой разработки сложноструктурных угольных месторождений / , , / Кузбасс. гос. техн. ун-т, - Кемерово, 2000. -186с. , Природоохранные технологии открытой разработки крутых и наклонных угольных месторождений Кузбасса / М.: Уголь, 1992. - №1.