Способы поддержания выработанного пространства при очистных работах
Поддержание очистного пространства – совокупность мероприятий по предупреждению вредных последствий проявления горного давления в очистных выработках в целях обеспечения безопасности и необходимых условий работы. Поддержание очистного пространства применительно к подземным работам называют управлением горным давлением.
Способы поддержания очистного пространства при очистной выемке разделяются на следующие три класса:
I. Естественное поддержание очистного пространства при выемке руды;
II. Обрушение руды и вмещающих пород, т. е. без поддержания очистного пространства при выемке руды;
III. Искусственное поддержание очистного пространства при выемке руды.
I. Естественное поддержание очистного пространства при выемке руды осуществляется за счет естественной устойчивости окружающих пород и еще не выработанных участков руды – целиков. Горное давление при этом регулируют за счет выбора размеров очистного пространства, расположения и размеров поддерживающих целиков. Для осмотра и оборки кровли в высоких (высотой до 20 м) очистных камерах применяют специальные самоходные полки, часть которых служит и для штангового крепления кровли.
II. Обрушение руды и вмещающих пород позволяет не оставлять целиков и не применять искусственного поддержания очистного пространства. Обрушение пород на отбитую руду вызывают или обнажением пород на большой площади или взрыванием зарядов ВВ. Руду выпускают из очистного пространства через выработки в основании блока.
III. Искусственное поддержание очистного пространства при выемки рудыосуществляется с помощью закладки или крепления. Поддержание очистного пространства крепью в чистом виде применяют только в маломощных залежах. При большой и средней мощности крепь сама по себе не может выдержать горного давления, поэтому применяется вместе с закладкой. Искусственное поддержание целесообразно тогда, когда другие способы неприемлемы технически или не обеспечивают достаточно полной и чистой выемки руд.
Источник
Искусственные способы поддержания выработанного пространства. Роль закладки, как средства управления состоянием массива пород и методы ведения закладочных работ.
Способы поддержания очистного пространства и очистной выемки делятся на три класса: естественное поддержание при выемке руды; обрушение руды и вмещающих пород, т.е. без поддержания очистного пространства при выемке руды; искусственное поддержание очистного пространства при выемке руды.
Искусственное поддержание очистного пространства при выемке руды осуществляют с помощью закладки или крепления. Закладку применяют при разработке мощных залежей местор. цвет. мет.. Поддержание очистного пространства крепью в чистом виде применяются только в маломощных залежах. При большой средней мощности крепь сама по себе не может выдерживать горного давления.
Крепление и последующее обрушение пород широко применяют в маломощных залежах. Искусственное поддержание целесообразно тогда, когда другие способы не приемлемы технически или обеспечивают достаточно полной и чистой выемки руды. Закладка заключается в заполнении выработок отходами производства; пустыми породами, хвостами обогатительных фабрик, металлическими шлаками или другим материалом. Дает возможность отработать запас этажа без оставления целиков, обрушения вмещающих пород, обеспечить минимальные потери и разубоживание, сохранить ненарушенными налегающие массивы и земную поверхность и др. При разработке месторождений со сложным геологическим строением и тектоническими нарушениями массива искусственно возводимые массивы устраняют опасность крупных обрушений м/у камерных и м/у капельных целиков и потолочин. Основным классификационным признаком способа закладки следует считать взаимодействие м/у собой отдельных компонентов.
Две группы способов закладки: 1) компоненты закладочной смеси не взаимодействуют м/у собой (сухая, гидравлическая); 2) при взаимодействии компонентов происходит изменение их физического или хим-го состояния (твердеющая закладка, закладка солью и льдом).
Твердая: 1) Твердеющая закладка (твердеющая закладка, инъекционная закладка, твердеющая раздельная закладка); 2) Ледяная закладка (ледяная, ледяная с песком, дробленой породой и др.); 3) Блочная закладка
Сыпучая закладка 1) Гидравлическая; 2) сухая (самотечная, механическая, пневматическая.
Общие принципы сравнения систем разработки. Факторы, влияющие на их выбор.
При выборе системы разработки первоначально отбирают все системы, технически приемлемые в рассматриваемых условиях. Затем из этих систем по логическим соображениям отбирают конкурентоспособные. В итоге остаются конкурентоспособные системы, сравнение которых требует численных оценок. При окончательном выборе учитываются дополнительные соображения, которые не могли получить численную оценку.
На многих рудниках задачи экономических расчетов сводится к разграничению областей применения дешевой и дорогой систем разработки в зависимости от содержания полезного компонента, изменяющегося на данном м-ии в широких пределах.
Факторы, влияющие на выбор системы разработки делят на постоянные и переменные. Постоянные факторы: устойчивость руды, вмещающих пород, мощность и угол падения р.т. Примененные факторы: возгораемость руды, слеживаемость руды, необходимость сохранения земной поверхности; наличие над месторождением песков и глин; характер контактов залежи; большая глубина разработки; отсутствие дешевых материалов для монолитной закладки, исключающее применение систем с закладкой; обособленное залегание небольших р.т; ценность руды.
Классификация производственных процессов подземных горных работ.
Основными процессами в технологии добычи считаются очистные работы (добывание), транспортирование добытой руды, его обогащение и отгрузка. Под добыванием будем понимать процессы выемки, погрузки и транспортирования руды в очистном забое.
Основные процессы включают в себя производственные процессы. Под производственным процессом понимают совокупность последовательных действий, направленных на достижение определенного результата и имеющих определенное технологическое и организационное содержание.
Производственный процесс представляет собой совокупность рабочих процессов.
Рабочий процесс — четко очерченная и отличающаяся по своей организационной структуре и технологическому содержанию часть работы (например, возведение призабойной крепи). Рабочие процессы, в свою очередь, делятся на операции.
Операция — совокупность рабочих действий (приемов), характеризующаяся однородностью технологического содержания, единством и неизменностью исполнителей, рабочего места-, оборудования и рабочих приспособлений. Операции делятся на основные, вспомогательные и . подготовительно-заключительные.
Основные операции вносят изменения в форму, положение или состояние объекта работы (предмета труда). Они определяют содержание и конечную цель процесса. Вспомогательные операции сопутствуют основным, но не вносят изменений в форму, положение или состояние предмета труда (замена зубков на исполнительном органе комбайна, зачистка лавы и др.).
Подготовительно-заключительные операции связаны с подготовкой и уборкой рабочего места и оборудования в начале и конце смены или с завершением работы в течение смены (прием и сдача смены, осмотр и приведение в безопасное состояние рабочего места и др.)
Требования к использованию недр при разработке месторождений.
1) обеспечение полноты геологического изучения, рационального комплексного использования и охраны недр;
2) обеспечение наиболее полного извлечения из недр запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и попутных компонентов;
при разраб мес-ий некотор часть пол иск остается неивлеч. В итоге извл-ся 85-95%(в слож случах-30-50%). Эти оставл-ые пол иск принято называть потерями. Основ требов к экспл-ии месс-ия—как можно меньше оставлять потерь.
1конструктивные(условные)-связаны с тем, что приходится оставлять целики(для поддерж, охранные, под водоемами, дорогами, около стволов, штолен, тоннелей). Их лучше считать временно неакт-ые запасы
2от неправил-го ведения горных работ(в полном смысле)
Качест-ое требов эксп-ии—разубоживаие-изменение(сниж) содерж-ия рудного компон в рудной массе. Оно увелич затраты на перер-ку, танс-т, подъем.
1конструктивное-если тонкие жилы, прих-ют преднам-но пустую породу по проекту.
2от непр ведения горных работ-прихват пустой породы при сист-х с обруш, камерных(скваж). Засор-ие может быть пустыми породами, некондиц-ой рудой, окис-ми рудами.
В струк-ре показ-ей извл пол иск фигурируют балансовые запасы-часть развед-ых запасов ,к-ые могут быть переданы в эксп-ию. Те запасы, к-ые не могут быть переработаны относятся к забалансовым.
3) охрана месторождений полезных ископаемых от затопления, обводнения, пожаров и других факторов, снижающих качество полезных ископаемых и промышленную ценность месторождений или осложняющих их разработку;
4) предотвращение загрязнения недр при проведении работ, захоронении вредных веществ и отходов производства, сбросе сточных вод;
5) предотвращение размещения отходов производства и потребления на водосборных площадях подземных водных, которые используются для целей
Степени испол-я недр опр-ют:
2полнота выемки развед-х запасов
3полнлта выемки пол комп из руд массы при ее переработке
4комплексность испол-я недр
Полноту выемки определяют:
1принятое min промыш содер пол комп (бортовое)
2выбранныя технгол-ия(сист разр-ки)
3кач-во горных работ
Отбойка руды. Классификация способов отбойки руды. Функциональная оценка свойств полезного ископаемого в расчетах параметров отработки.
Отбойка руды — отделение части руды от массива с одновременным дроблением ее на куски. Отбойка руды производится с применением буровзрывных работ, механических средств и самообрушения. Выбор способа отбойки зависит от горно-геологических условий, физико-механических свойств руды и от принятой системы разработки.
При отбойке руды буровзрывным способом заряды помещают в шпуры или в глубокие скважины или же применяют так называемые минные заряды. Шпуры в рудном теле пробуривают на глубину не более 5 м диаметром до 75 мм. Для их бурения применяют специальные пневматические бурильные молотки (перфораторы) или самоходные буровые каретки на пневматическом или гусеничном ходу. В зависимости от направления перемещения очистного забоя шпуры располагают горизонтально, вертикально или наклонно, причем в последних двух случаях они могут иметь направление как снизу вверх, так и сверху вниз. Целесообразная глубина, диаметр, расположение шпуров устанавливаются практикой, а их число и масса заряда взрывчатого вещества — специальными расчетами.
При шпуровой отбойке достигается равномерное, достаточно мелкое дробление руды, полная ее выемка у контактов залежи и сравнительно меньшее разубоживание. Однако шпуровая отбойка имеет большую трудоемкость, низкую комфортность условий труда и затрудняет одновременное обрушение больших объемов руды. Применяется шпуровая отбойка при разработке неустойчивых руд системами с креплением выработанного пространства, а также залежей мощностью не более 5—8 м.
Отбойка руды взрыванием зарядов в скважинах глубиной 5—50 м и более диаметром от 60 до 150 мм широко распространена при разработке мощных рудных тел. В зависимости от глубины, диаметра и расположения скважин для их бурения применяют различное оборудование: перфораторы, погружные пневмоударники, буровые агрегаты и станки, оснащенные различным буровым инструментом. При вращательном бурении используют твердосплавные, алмазные и шарошечные коронки. Скважины располагают параллельно или под углом к поверхности массива, на которую производят послойную отбойку руды. Эта поверхность граничит или со свободным пространством, объем которого в 1,3—1,4 раза больше объема взорванной руды, или с раздробленной на куски горной массой. Отбойка в зажиме, как указывает проф. В. Р. Именитов, рекомендуется в мощных и средней мощности залежах с любым углом падения при крепких и средней крепости рудах. Ее применение исключается в слабых рудах, склонных к слеживанию, так как при взрывании шпуров происходит ее уплотнение, что затрудняет или делает невозможным последующий ее выпуск. Отбойка в зажиме позволяет снизить выход крупных кусков, что интенсифицирует выпуск и доставку руды в 1,5—2 раза, исключает необходимость в предварительном образовании открытого пространства, обеспечивает условия для магазинирования руды. Расположение скважин в забое может быть параллельным и веерным. При веерном расположении с одного положения станка можно пробурить серию скважин, а затем уже заряжать их, что является достоинством способа. Недостатки: увеличение суммарной длины скважин ввиду их меньшего использования при заряжании; неравномерное дробление руды — переизмельчение в местах сближения скважин и недостаточное дробление у концов скважин; неравномерный отрыв руды на границе камеры. Веерное расположение применяется главным образом при руде средней крепости, а также там, где по условию расположения буровых выработок нельзя бурить параллельные скважины. Параллельное расположение скважин применяют при крепкой и очень крепкой руде, равномерность дробления которой имеет особо важное значение, а также при бурении скважин из очистного пространства. Преимущества отбойки руды взрыванием зарядов в глубоких скважинах по сравнению с взрыванием в шпурах заключаются в повышении производительности труда по отбойке в 2—3 раза, повышении безопасности работ, снижении запыленности рудничного воздуха, обеспечении условий для применения более производительных систем разработки. Отбойка руды взрыванием зарядов в глубоких скважинах применяется при мощности месторождения не менее 6—8 м и устойчивой руде. Минная отбойка — отбойка руды путем взрывания сосредоточенных зарядов большой массы, располагаемых в специально проводимых для этой цели или уже имеющихся выработках. Минную отбойку применяют при разработке мощных месторождений крепких руд при обрушении целиков и потолочин, в которых имеются готовые выработки для размещения зарядов, или же для этого проводят серию горизонтальных выработок небольшого сечения с короткими ответвлениями в виде камер (карманов). В них укладывают взрывчатое вещество, после чего выработку вновь забучивают рудой или же оставляют открытой. Механическая отбойка полезного ископаемого производится с помощью отбойных молотков или комбайнов в комплексе с механизированной крепью; применяется при добыче относительно мягких руд (марганца, калийных солей). Самообрушение — наиболее экономичный способ отделения руды от массива. Происходит око под действием собственного веса руды и давления налегающих пород.
Источник
Поддержание очистного пространства
Способы поддержания очистного пространства можно разделить на следующие три группы: естественное поддержание очистного пространства при выемке руды; обрушение руды и вмещающих пород, т. е. без поддержания очистного пространства при выемке руды; искусственное поддержание очистного пространства при выемке руды.
Естественное поддержание очистного пространства при выемке рудыосуществляется за счет естественной устойчивости окружающих пород и еще не выработанных участков руды-целиков. Горное давление при этом регулируют за счет выбора размеров очистного пространства (камеры), расположения и размеров поддерживающих целиков.
Обрушениеруды и вмещающих пород позволяет не оставлять целиков и не применять искусственного поддержания очистного пространства.
Искусственное поддержание очистного пространства при выемке руды осуществляют с помощью закладки или крепления.
Поддержание очистного пространства крепьюв чистом виде применяют только в маломощных залежах. Чаще крепью поддерживают лишь рабочее пространство у забоя, тогда как в отработанной части ее извлекают, чем вызывают обрушение вмещающих пород для снижения давления на оставшуюся крепь.
Закладка.Закладка выработанного пространства заключается в заполнении выработок отходами производства, пустыми породами, хвостами обогатительных фабрик или другим материалом. Закладка дает возможность отработать запас этажа без оставления целиков, обрушения вмещающих пород и, следовательно, обеспечить минимальные потери и разубоживание руды, сохранить ненарушенными налегающие массивы и земную поверхность (при полной и плотной закладке), отрабатывать возгорающиеся руды, разместить под землей часть отходов производства.
Закладку применяют при разработке ценных и средней ценности руд цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов, высококачественных железных руд, иногда — горно-химического сырья.
Способы закладкиприменяют следующие (табл. 8.1). В отличие от твердеющей, гидравлическую и сухую закладку можно назвать сыпучей.
Таблица 8.1 — Классификация способов закладки
| Закладка | Особенности, требующие пояснения |
| I. Гидравлическая | Закладочный материал (з.м.) перемещается к месту укладки по трубам в смеси с водой. В выработанном пространстве вода дренируется. Вяжущих веществ в з. м. не имеется. |
| II. Твердеющая | В составе з.м. имеются вяжущие вещества — цемент и др. В выработанном пространстве з.м., реагируя с водой, образует массив. |
| III. Сухая: 1) самотечная 2) механическая 3) пневматическая | 3.м. заполняет выработанное пространство под действием собственного веса. 3.м. распределяют в выработанном пространстве с помощью машин механического действия. З.м. транспортируют по трубам и забрасывают в выработанное пространство с помощью сжатого воздуха. |
Выводы
Высокий уровень издержек и значительное число опасных факторов при ведении очистных и подготовительных работ обуславливает наличие ряда требований, которыми следует руководствоваться при выборе и обосновании параметров и способа отбойки полезного ископаемого.
Требования к отбойке:
— полнота отбойки руды в проектных контурах выемки;
— минимальное разрушение вмещающего массива;
— нормальное дробление руды (минимальный выход негабаритных кусков, требующих вторичного дробления);
— достаточная интенсивность отбойки (обеспечение требуемой производительностью блока);
Контрольные вопросы
1. Что понимают под отбойкой руды?
2. Какие способы отбойки руды применяют в рудниках?
3. На какие группы подразделяют способы поддержания очистного пространства?
4. Какими показателями характеризуется взрывная отбойка?
5. Какие преимущества имеет шпуровой способ взрывной отбойки?
6. Какие способы закладки применяются в рудниках?
7. Что понимают под доставкой руды?
8. Какова область применения самообрушения руды как способа отбойки?
Источник
