Способ разработки месторождений полезных ископаемых подземным способом

Системы разработки месторождений полезных ископаемых подземным способом

Основные факторы, определяющие выбор системы разработки месторождений: угол падения, мощность, крепость полезного ископаемого и вмещающих пород. Процесс разработки рудных и пластовых месторождений, поддержания естественного очистного пространства.

Рубрика	Геология, гидрология и геодезия
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	13.12.2013
Размер файла	1,8 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема 1. Системы разработки месторождений полезных ископаемых подземным способом

Система разработки — совокупность подготовительных, нарезных и очистных работ, проводимых в определенном порядке во времени и пространстве, обеспечивающая экономичную и безопасную эксплуатацию месторождения с заданной производственной мощностью при рациональном использовании запасов полезного ископаемого.

Выбор системы разработки осуществляют на основании технико-экономических расчетов.

Основные факторы, определяющие выбор системы разработки: угол падения полезного ископемого, мощность, крепость полезного ископемого и вмещающих пород.

Дополнительные факторы, — склонность к самовозгоранию и слеживанию, необходимость сохранения земной поверхности, подземные воды и поверхностные водоемы, тектоническая нарушенность и др.

Системы разработки пластовых (угольных) месторождений существенно отличаются от систем разработки рудных месторождений.

Классификация систем разработки рудных месторождений

В основе классификации систем разработки рудных месторождений используются следующие классификационные признаки:

тип и размеры месторождения (W.R. Crane, G.J. Young, И. Покровский, Г.Е. Баканов, Л.И. Барон);

способ поддержания выработанного пространства (F.W. Sperr, Y.H. Rayt, E.C. Mitke, В.Н. Семевский и др.);

способ поддержания очистного пространства (J.F. Clelland, C.F. Sackson и E.D. Gardner, классификация Горного бюро США, Н.И. Трушков, Н.А. Стариков, Г.Н. Попов, В.Р. Именитов и др.);

состояние очистного пространства (М.И. Агошков, Р.П. Каплунов и др.);

поддержание в период выемки и последующего заполнения выработанного пространства (В.Т. Маркелов);

тип забоя, способ поддержания кровли, способ подсечки блока (Американский институт горных инженеров и металлургов);

направление фронта отработки и тип заполнения выработанного пространства (О.А. Байконуров);

В России заслуженно получили признание и используются при проектировании подземных рудников классификации М.И. Агошкова и В.Р. Именитова. Системы разработки по В.Р. Именитову подразделяют на 3 класса:

I системы разработки с естественным поддержанием очистного пространства; II системы разработки с обрушением руды и вмещающих пород (без поддержания выработанного пространства); III системы разработки с искусственным поддержанием выработанного пространства

Таблица 1 Классификация систем разработки рудных месторождений по В.Р. Именитову

I. Системы разработки с естественным поддержанием очистного пространства

А. Системы с естественным поддержанием очистного пространства и механизированной доставкой в нем руды

1. Сплошная система

Б. Системы с естественным поддержанием очистного пространства и самотечной доставкой в нем руды

3. Камерная система

4. Система с отбойкой из магазина

5. Другие системы разработки данного класса

II. Системы разработки с обрушением руды и вмещающих пород (без поддержания выработанного пространства)

А. Системы этажного обрушения

1. Этажное принудительное обрушение со сплошной выемкой

2. Этажное принудительное обрушение с компенсационными камерами

3. Этажное самообрушение

Б. Системы подэтажного обрушения

4. Подэтажное обрушение с торцовым выпуском руды

5. Подэтажное обрушение с донным выпуском руды

III. Системы разработки с искусственным поддержанием выработанного пространства

А. Системы с закладкой

1. Однослойная выемка с закладкой

2. Горизонтальные слои с закладкой

3. Наклонные слои с закладкой

4. Система разработки тонких жил с раздельной выемкой

5. Нисходящая слоевая выемка с твердеющей закладкой

Б. Системы разработки с креплением выработанного пространства

В. Системы с креплением и последующим обрушением

6. Столбовая система с обрушением

7. Слоевое обрушение

Системы разработки с естественным поддержанием очистного пространства

Сплошную систему разработки применяют при выемке пологих и наклонных залежей малой и средней мощности при высокой устойчивости руды и вмещающих пород и относительно малой ценности руды. Поддержание кровли стойками, кострами, целиками.

Камерно-столбовую систему разработки применяют при выемке пологих и наклонных рудных тел средней устойчивости руды и вмещающих пород и относительно малой ценности руды. От сплошной системы разработки отличается оставлением ленточных междукамерных целиков и регулярных целиков-столбов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1 Проходка камерной выработки при камерно-столбовой системой слоями: 1 — отработан верхний слой (подсечка); 2 — почвоуступный забой второго слоя

Рис. 2 Камерно-столбовая система разработки (шх.65 Южно-Жезказганского рудника)

Рис. 3 Камерно-столбовая система разработки со шпуровой отбойкой: 1 — камера; 2 — околоштрековый целик; 3 — камерный целик; 4 — рудный массив; 5 — штрек

Камерную систему разработки с этажной отбойкой руды применяют при выемке весьма мощных, мощных и средней мощности крепких руд залегающих в устойчивых породах.

Рис. 4 Камерная система разработки с камерно-целиковым порядком выемки на примере рудника «Кидд Крик» (Канада) 1 — выработки выпуска; 2 — восстающие шпуры подсечки; 3 — скважины диаметром 54 мм; 4 — скважины диаметром 200 мм; 5 — буровые выработки

Схемы расположения скважин при отбойке камерного запаса на руднике

Систему разработки с магазинированием руды применяют при выемке мало мощных и средней мощности крутопадающих рудных жил залегающих в относительно устойчивых породах.

Рис. 5 Система разработки с магазинированием руды: 1 и 3 — откаточный и вентиляционный штреки; 2 — восстающие; 4 — ходки

месторождение рудный пластовый

Изоляция выработанного пространства

При сплошной системе разработки при выемке пологих и наклонных залежей малой и средней мощности при высокой устойчивости руды и вмещающих пород и относительно малой ценности руды применяют изоляцию выработанного пространства созданием защитных полос путем подрыва вмещающих пород.

Критерием необходимости создания защитных полос является значение скорости воздушного потока при самообрушении пород кровли, которая согласно §101 ЕПБ не должна превышать хкрит ? 15 м/сек.

Скорость воздушного потока при самообрушении пород кровли может быть рассчитана по формуле:

С учетом рассчитанной скорости воздушного потока ширина изоляционной породной полосы по кровле выработанного пространства определяется по формуле:

Учитывая влияние угла падения жилы на формирование угла естественного откоса и необходимость полного перевала отбитыми породами выработанного пространства, создание изоляционной полосы при расположении ее по простиранию должно проводиться с подрывом почвы и кровли (рис 7.5).

Необходимый объем взорванных пород составляет 190 м3 на 10 м полосы. Снижение объема отбойки пород может быть достигнуто при сочетании крепления стойками (с отшивкой) и отбойке только по кровле. Следует отметить, что недопустимо оставление зазора по кровле защитной полосы, т.к. скорость воздушного потока при этом увеличивается пропорционально уменьшению остаточного сечения. Согласно проекту, вторая и третья защитные полосы возводятся по падению жилы 35, соответственно, после погашения целиков в блоках 35/3+35/3а гор.771 м и блоков 35/7+35/10 гор. 720 м. При аналогичных параметрах скорости воздушного потока расчетный объем подрывки пород кровли составляет 60 м3 на 10 м полосы (рис. 7.6).

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Системы разработки пластовых месторождений. Бесцеликовая отработка угольных пластов. Способы использования рудных месторождений, основные стадии и системы. Интенсификация горных работ, безлюдная выемка. Охрана окружающей среды и безопасность добычи.

контрольная работа [54,9 K], добавлен 23.08.2013

Выбор системы разработки месторождений полезных ископаемых по постоянным и переменным факторам. Расчет подготовительно-нарезных работ, показателей извлечения руды; трудовых, энергетических и материальных затрат. Определение себестоимости добычи 1 т руды.

курсовая работа [63,4 K], добавлен 29.06.2012

Особенности открытого способа разработки полезных ископаемых по сравнению с подземным. Выбор и обоснование рабочих и нерабочих углов откосов уступов и бортов карьера. Горно-геометрический анализ карьерного поля с уточнением запасов ископаемого и пород.

курсовая работа [129,0 K], добавлен 23.06.2011

Горно-геологические и технические условия отработки блока. Описание принятой системы разработки. Построение календарного графика первоочередной подготовки и нарезки блока. Расчет параметров отбойки руды. Способы поддержания выработанного пространства.

курсовая работа [410,2 K], добавлен 13.04.2015

История разработки месторождений полезных ископаемых и состояние на современном этапе. Общая экономическая цель при открытой разработке. Понятия и методы обогащения полезных ископаемых. Эффективное и комплексное использование минерального сырья.

курсовая работа [76,0 K], добавлен 24.11.2012

Источник

Как реализуется подземная добыча подземных ископаемых?

Подземная разработка рудных и нерудных месторождений (подземная разработка месторождений полезных ископаемых) — это совокупность работ по вскрытию, подготовке и очистной выемке месторождения. Вскрытие и подготовка осуществляются посредством проведения выработок. Забои проводимых выработок называются подготовительными. Выемку полезного ископаемого ведут в очистных забоях, применяя при этом различные способы его разрушения. Очистные забои необходимы для выемки полезного ископаемого. При подземной разработке рудных месторождений наиболее распространен взрывной, а при добыче ископаемых углей — механический способ разрушения тела руды или угленосного горизонта.

Комплекс подъемных машин и оборудования называют шахтным подъемом. В него входят скребковые контейнеры, ленточные конвейеры, вагонетки, гидротранспорт — для подъема добытого угля. Скреперная доставка, виброустановки и локомотивная откатка — для транспортировки добытой руды.

Добытая руда зачастую содержит 3-5% необходимого продукта, следовательно ее необходимо подвергнуть процессу обогащения — совокупности процессов первичной обработки минерального сырья, добытого из недр, в процессе которого происходит разделение полезных минералов от пустой породы.

Подземная разработка пластовых месторождений

Добыча твердых полезных ископаемых подземным способом осуществляется в три стадии: вскрытие, подготовка и очистные работы. Вскрытие — проведение горных работ, обеспечивающих доступ с поверхности земли к залежи полезного ископаемого (в соответствии с требованиями безопасности их должно быть не менее двух). К вскрывающим выработкам относятся стволы, штольни, квершлаги (горизонтальные горные выработки не имеющие выхода на поверхность), слепые стволы, гезенки (вертикальная горная выработка не имеющая выхода на поверхность) и шурфы (вертикальная выработка для проведения разведки)..

Подготовляющие выработки обеспечивают шахту необходимым инвентарем для проведение очистки, по ним осуществляется транспорт готовой продукции, пропускают необходимое количества воздуха для функционирования шахты.

Очистные работы — основная стадия подземной разработки полезных ископаемых. Эксплуатацией месторождения называют период ведения очистных работ.

Вскрывающие выработки

Вскрывающие выработки при подземный способ разработки месторождений делятся на следующие типы:

1) Основные (главные) — для выдачи полезного ископаемого на поверхность.

2) Вспомогательные — для других целей (например спуск-подъем людей и оборудования).

3) Капитальные — служат весь срок отработки запасов шахты.

4) Горизонтные — служат в течение времени отработки запасов между смежными транспортными горизонтами — пологое падение

5) Этажные — функционируют пока разрабатываются запасы одного этажа.

Подземная разработка пластовых месторождения начинается с выбора способа и схемы вскрытия, что зависит от множества факторов: размеров шахтного поля, угла падения пласта, количество пластов и расстояние между соседними, рельеф поверхности, глубина залегания, удароопасность угольных пластов и их склонность к самовозгоранию, и другие.

По полученным данным выбирают методику проведения работ по вскрытию: вскрытие штольнями, наклонными стволами с капитальным квершлагом, вскрытие вертикальными стволами с горизонтальными квершлагами или комбинированное вскрытие.

Подготовка пластов к добыче

После проведения работ по вскрытию месторождения, его необходимо подготовить к добыче полезного ископаемого в очистных забоях. Этот процесс состоит из двух этапов: способ подготовки, на котором проводят подготавливающие выработки на уровне транспортного горизонта и пластовая подготовка, при которой транспортные штреки проводят по угольному пласту. Пластовая подготовка изредка заменяется на полевую (если имеются неустойчивые боковые породы и на пластах с углями, склонными к самовозгоранию) при которой полевые штреки в породах лежащего бока.

Далее проводят подготавливающие выработки в плоскости пласта, для создания очистных забоев принятой длины в количестве, обеспечивающем принятую производственную мощность шахты (количество полезного ископаемого, добытого в единицу времени).

Очистные работы в угольных шахтах

Подземные разработки угольных месторождений кроме непосредственно выемки полезного ископаемого под очистными работами включат еще крепление забоя и управление кровлей. Очистная выемка — совокупность процессов отбойки, погрузки на забойный контейнер и доставка угля до ближайшей транспортной выработки.

Очистной забой — забой, в котором осуществляется массовая добыча полезного ископаемого. В зависимости от длины забоя различаются технологии выемки угля. В лавах (длинные забои) применяется фланговая и фронтальная схема выемки. При фланговой схеме выемка угля осуществляется выемочной машиной, перемещающейся вдоль забоя перпендикулярно к направлению его подвигания. При фронтальной выемке отделение угля от массива осуществляется выемочной машиной одновременно по всей длине очистного забоя без участия людей.

Выемочные машины — общее название, объединяющее в себе следующие горно-проходческие комплексы: комбайны, струги, агрегаты, гидромониторы, механогидравлические машины. Отдельно при добыче угля стоят буровзрывные работы.

Для доставки угля в лавах на пологих и наклонных пластах применяются скребковые конвейеры. Они получили широкое распространение, так как относительно просты по конструкции, пригодны к тяжелым условиям эксплуатации, приспособлены для работы с очистными комбайнами, стругами и механизированными крепями.

Крепь очистных выработок — искусственное сооружение, возводимое для предотвращения обрушения пород кровли сохранения необходимой площади поперечного сечения призабойного пространства и управления горным давлением.

Основы подземной разработки рудных месторождений

Залежи рудных месторождений большей частью имеют крутое или наклонное залегание. В целях удобства разработки их по падению делят на этажи с определенной высотой и длиной, иначе говоря — рудное тело. В зависимости от условий залегания рудных тел применяется вскрытие вертикальными, наклонными стволами или штольнями. Самый распространенный способ — вскрытие вертикальными стволами, от которых отходят квершлаги на каждом горизонте.

Если рудное месторождение находится в горной местности, то применяют вскрытие штольнями, от которых отходят слепые вертикальные стволы с подъемной установкой на штольневом горизонте.

Подготовка рудных тел к очистной выемке похожа на подземные разработки угольных месторождений, так же как и при подземной разработке угольных месторождений подготовка рудных тел к очистной выемке начинается с проведения сети подготовительных выработок:

• по типу подготовительных выработок — штрековая и ортовая
• по расположению выработок по отношению к рудному телу — рудную, полевую и комбинированную
• по схеме движения транспорта — тупиковую и кольцевую

При очистной выемке руды выполняются следующие основные производственные процессы:

1. Отбойка руды — процесс отделения руды от массива в блоке с одновременным дроблением ее на куски.
2. Вторичная дробление — для соответствия условиям технологического процесса, по которым отбитая руда должна иметь куски определенной крупности
3. Выпуск и доставка руды — перемещение рудной массы от мест отбойки до транспортных выработок блока
4. Управление горным давлением — естественное поддержание очистного пространства, обрушение вмещающих пород, искусственное поддержание очистного пространства

Системы разработки рудных месторождений

Системы разработки с естественным поддержанием очистного пространства — основано на использовании естественной устойчивости руды и вмещающих пород. Для них характерны более высокая производительность блоков, ниже трудоемкость и себестоимость добычи. Однако они отличаются значительными потерями руды в целиках: 25-35%.

Системы разработки с обрушением руды и вмещающих пород — отличаются невысокими затратами на контролирование горного давления. Это высокопроизводительные системы, но имеющие повышенные потери отбитой руды и ее высокая потеря вследствие неполного выпуска руды из блока.

Системы разработки с искусственным поддержанием очистного пространства — для них характерны высокие затраты на возведение закладки или крепи, либо то и другое, более низкие потери и разубоживание.

Источник