Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования 9
1.1. Горно-геологические особенности залегания мощных залежей железных руд Горной Шории и Хакасии 9
1.2. Геомеханические и горнотехнические условия разработки 10
1.3. Состояние горных работ на рудниках 14
1.4. Тенденции развития технологии отработки весьма мощных крутопадающих залежей в мировой практике 17
1.5. Цель, задачи и методы исследований 31
Глава 2. Исследование показателей извлечения при площадно- торцовой технологии выпуска руды под обрушенными породами 34
2.1. Методика исследований 34
2.2. Результаты лабораторных экспериментов 40
2.3. Графоаналитическое определение объёмов выделенных и оставленных в недрах породных включений 55
2.4. Разработка алгоритма и расчётный метод установления уровня потерь и разубоживания руды 63
Выводы 71
Глава 3. Геомеханическая оценка системы разработки подэтажного обрушения 73
3.1. Методика исследований 73
3.2. Результаты моделирования на активных фотоупругих материалах
3.3. Устойчивость выработок и горных пород при нодэтажном обрушении 87
Выводы 91
Глава 4. Перспективы технического перевооружения рудников и сравнительная технико-экономическая оценка освоения новой технологии 93
4.1. Обзор методов оценки эффективности инвестиций при реконструкции горного предприятия 93
4.2. Расчёт основных технико-экономических показателей системы подэтажного обрушения с готощадно-торцовым выпуском руды 97
4.3. Определение объёмов работ и необходимых инвестиций при реконструкции и техническом перевооружении Шерегешского рудника 104
4.4. Результаты расчётов эффективности технического перевооружения Шерегешского рудника 114
Выводы 120
Заключение 122
Список литературы 125
Приложения 137
- Геомеханические и горнотехнические условия разработки
- Графоаналитическое определение объёмов выделенных и оставленных в недрах породных включений
- Результаты моделирования на активных фотоупругих материалах
- Расчёт основных технико-экономических показателей системы подэтажного обрушения с готощадно-торцовым выпуском руды
Введение к работе
Актуальность работы. Современные способы подземной добычи полезных ископаемых основаны на применении комплексов самоходных машин основного и вспомогательного назначения, достоинства которых доказаны практикой работы многих горных предприятий за последние 30 -^ 40 лет.
Тем не менее, на многих рудниках страны, в том числе Горной Шории и Хакасии, до сих пор применяются конструктивно сложные системы разработки этажного обрушения с вибровыпуском руды, использующие переносное горное оборудование. Для данной технологии характерны существенные недостатки: низкая производительность в 4 -^ 5 раз уступающая технологиям использующим самоходное оборудование и большой объём ручного труда (до 70 -^ 80%); значительные потери и разу-боживание руды; изрезанность горного массива буровыми, доставочными и вентиляционными выработками; повышенные требования к нормативам подготовленных и готовых к выемке запасов. Валовая выемка практически не позволяет управлять качеством товарной руды, следствием чего является высокий уровень разубожива-ния (свыше 30%). Массовые взрывы и конструкция системы разработки обусловливают проявление горных ударов в динамической форме с энергией до 10 Дж.
В отечественной и зарубежной практике, при разработке мощных крутопадающих залежей, широкое распространение получила технология подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды. Простота конструкции, высокая интенсивность отработки, возможность выемки залежей любой сложности - основные достоинства этой технологии. Вместе с тем для неё характерны ряд существенных недостатков: повышенный уровень потерь и разубоживания руды; очистные работы ведутся в тупиковых забоях, что ухудшает условия труда и требует дополнительных затрат на их проветривание.
В связи с этим особую значимость приобретает поиск новых технологических решений способных обеспечить высокие показатели полноты и качества извлечения полезных ископаемых из недр и безопасность работ. Одним из путей является разработка и обоснование нового варианта технологии подэтажного обрушения с пло-щадно-торцовым выпуском руды. Реализация этой системы разработки требует проведения комплекса исследований по технологическому, геомеханическому и технико-экономическому обоснованию параметров выемки. Последнее обстоятельство свидетельствует об актуальности предлагаемой диссертационной работы и её значимости для науки и практики горнорудной промышленности .
Исследования выполнены на примере железорудных месторождений Горной Шории, в частности Шерегешского рудника - одного из крупнейших подземных предприятий отрасли.
Работа поддержана "Фондом содействия отечественной науке".
Целью работы является обоснование новой, высокоинтенсивной технологии подэтажного обрушения с площадно-торцовым выпуском руды в условиях выемки мощных и весьма мощных крутопадающих рудных месторождений.
Идея работы заключается в использовании закономерностей площадно-торцового выпуска руды под обрушенными породами для обоснования параметров технологии.
Задачи исследований:
изучение закономерностей выпуска руды при площадно-торцовой схеме извлечения минерального сырья и разработка алгоритма (расчётного метода) определения уровня показателей качества и полноты извлечения запасов из недр;
определение объёмов прослоев и включений пустых пород, оставляемых в недрах, при выемке рудных залежей из подэтажей;
геомеханическая оценка технологии применительно к удароопасным условиям действующих месторождений Горной Шории;
определение основных параметров, технологических и экономических показателей системы подэтажного обрушения с площадно-торцовым выпуском руды.
Методы исследований: анализ и обобщение передовой практики разработки мощных крутопадающих рудных залежей, сравнение, физическое моделирование на эквивалентных и оптически-чувствительных фотоупругих материалах, аналитические исследования, методы математической статистики и технико-экономического анализа.
Основные научные положения, защищаемые автором.
При системе разработки подэтажным обрушением на базе самоходной техники повышение качества и полноты извлечения запасов из недр и вентиляция очистных забоев за счёт общешахтной депрессии обеспечиваются площадно-торцовой подготовкой горизонтов выпуска руды.
Максимальные показатели извлечения запасов при площадно-торцовой технологии выпуска руды под обрушенными породами достигаются:
объёмом выпуска руды по площади отбиваемого слоя из погрузочного заезда и торца буро-доставочного орта в соотношении соответственно 2 к 1;
одновременным обрушением слоя руды толщиной равной половине высоты подэтажа.
3. Снижение конструктивного разубоживания и объём оставляемых в недрах по
родных включений при выемке сложноструктурных залежей из подэтажей опре
деляются принятой высотой подэтажа и коэффициентом рудоносности.
Достоверность научных результатов обеспечивается обобщением предыдущих научных достижений, представительным объёмом лабораторных и аналитиче-
ских исследований, сходимостью теоретических и экспериментальных данных, полученных методами физического и математического моделирования. Научная новизна.
Применительно к условиям отработки мощных и весьма мощных крутопадающих рудных залежей выполнено обоснование нового варианта системы разработки подэтажного обрушения с площадно-торцовым выпуском руды и определены технико-экономические показатели технологии.
При площадно-торцовой технологии выпуска руды под обрушенными породами установлены:
рациональный режим выпуска руды из погрузочного заезда (по площади слоя) и буро-доставочного орта (торца) в соотношении соответственно 2 к 1;
зависимость толщины отбиваемого слоя от высоты подэтажа;
зависимости потерь и разубоживания руды от высоты подэтажа, толщины обрушаемого слоя и показателя сыпучести.
Разработан расчётный метод (алгоритм) определения уровня показателей полноты и качества извлечения запасов из недр.
Получены зависимости конструктивного разубоживания руды от коэффициента рудоносности и высоты подэтажа.
Установлена экономическая и технологическая эффективность применения системы разработки подэтажного обрушения с площадно-торцовым выпуском руды, обеспечивающая достижение технико-экономических показателей мирового уровня.
Личный вклад автора заключается в: систематизации и обобщении способов отработки мощных и весьма мощных крутопадающих рудных месторождений; организации и проведении лабораторных экспериментов и теоретических расчётов; разработке расчётных методов прогноза уровня потерь и разубоживания руды, определении рациональных параметров и технико-экономических показателей технологии.
Практическая ценность работы заключается в технологическом, геомеханическом и экономическом обосновании нового варианта технологии отработки мощных крутопадающих рудных месторождений; в разработке алгоритма определения показателей извлечения руды из недр и методики расчёта технико-экономических показателей системы разработки. Полученные результаты исследований создают предпосылки для эффективной реализации новой технологии в условия действующих горнодобывающих предприятий.
Реализация работы в промышленности. Результаты работы рекомендуются для дальнейшей реализации в условиях, как вновь создаваемых, так и действующих подземных предприятий, разрабатывающих сложноструктурные весьма мощные залежи. Материалы исследований переданы в проектную организацию "Сибгипрору-
да" и ОАО "Евразруда" для обоснования реконструкции и технического перевооружения Шерегешского рудника.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на: Международной конференции "Проблемы и перспективы развития горных наук", Новосибирск, ИГД СО РАН, 2004г.; Международной конференции "Современные технологии освоения минеральных ресурсов".- Красноярск: ГУЦМиЗ, 2004; Международной научно-практической конференции "Наукоемкие технологии добычи и переработки полезных ископаемых", Новосибирск, ИГД СО РАН, 2005г.; Международной научно-практической конференции "Проблемы комплексного освоения минерального сырья Дальнего Востока", Хабаровск, 2005г.; XVI Конференции молодых учёных посвященной памяти член.-корр. АН СССР, профессора К.О. Кратца «Геология, геохронология и геоэкология» - Апатиты, 2005; семинарах ИГД СО РАН, 2005-2006гг.
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в девяти печатных работах.
Объём и структура диссертационной работы. Диссертация состоит из общей характеристики работы, четырех глав и заключения, изложенных на 153 страницах машинописного текста, содержит 39 рисунков, 38 таблиц, список литературы из 121 наименования и включает в себя 11 приложений.
Автор выражает искреннюю признательность и благодарность научному руководителю д.т.н. A.M. Фрейдину, а также д.т.н. Г.И. Кулакову, ведущему технологу Э.Н. Коренькову и сотрудникам лаборатории подземной разработки рудных месторождений ИГД СО РАН за помощь, научные консультации и ценные замечания при выполнении и обсуждении результатов исследований.
Геомеханические и горнотехнические условия разработки
Особенностью месторождений Горной Шории и Хакасии является расположение их в сейсмоактивной Алтае-Саянской горной области, для которой характерно наличие высоких сжимающих тектонических полей напряжений, развитие и формирование складчатых структур, тектонических разнонаправленных движений и характерных процессов сейсмотектоники [1 - 3]. Геомеханическая характеристика месторождений во многом определяется тектонической особенностью Алтае-Саянской складчатости, горно-геологическими условиями залегания и технологией добычи руд.
Для условий Шерегешевского месторождения характерно значительное осложнение геомеханических условий разработки с увеличением глубины ведения горных работ. Первые проявления горного давления были зарегистрированы на глубине 160м в выработке расположенной в зоне очистного блока. Общее количество динамических явлений, по данным службы прогноза и предупреждения горных ударов рудника, достигло свыше 100, причём зарегистриро-ваны толчки с максимальной энергией до 10 Дж [1].
Из результатов исследований [1,2] установлено, что руды и породы участков «Подрусловый», «Болотный», «Главный» и «Новый Шерегеш» относятся к категории удароопасных. К ним отнесены сиениты, граниты, роговики, альби-тофиры и магнетитовая руда.
Основными формами проявления горного давления на месторождении являются: интенсивное шелушение и заколообразование, горные удары, стреляния пород и обрушения обнажений на значительных площадях. Основные источники динамических явлений - значительная тектоническая нарушенность массива, разномодульность горных пород способных накапливать большой запас потенциальной энергии упругой деформации и принятая технология работ [1-3,5].
Напряжённо-деформируемое состояние (НДС) массива горных пород характеризуется высокими тектоническими полями напряжений, где преобладающими являются горизонтальные составляющие (табл. 1.1), в 1,5 - 3,0 раза превышающие вертикальные (уН).
Наличие высоких тектонических полей напряжений обусловлено геотектоническими процессами сейсмо-активной зоны Алтае-Саянской складчатой области, в которой имеют место современные тектонические движения земной коры с деформациями сжатия. [1,2].
Анализируя НДС отдельных участков месторождения, отметим наличие неоднородного поля напряжений с резко выраженной тектоникой, для которого характерны значительные горизонтальные сжимающие напряжения. В целом, геомеханическая обстановка на Шерегешевском месторождении характеризуется следующим.
Месторождение относится к категории месторождений с явно выраженными геодинамическими полями напряжений.
Разномодульность и тектоническая нарушенность массива горных пород провоцируют динамические явления с различной энергоёмкостью.
Величина горизонтальных составляющих напряжении, по отдельным участкам, в 1,5 - 3,0 раза превышает вертикальные уН. Горнотехнические условия разработки Шерегешевского месторождения.
Рудное поле месторождения вскрыто группой вертикальных стволов «Главный», «Вспомогательный», «Ново-Клетевой», «Скиповой», «Восточный», «Воздуховыдающий», и этажными квершлагами пройденными через 60 +- 80 м. Шахтное поле месторождения подготовлено по орто-штрековой схеме с кольцевой трассировкой горных выработок. Расстояние между откаточными ортами 27 -ь 30м. Очистные работы достигли глубины 450 - 470м, горно капитальные - 600м. Совокупная среднемесячная скорость проходки подгото вительных и нарезных выработок 240 - 280м. Годовая проектная производст венная мощность рудника составляет 6,0 млн.т. руды, максимально достигнутая - 4,5 млн.т. В настоящее время рудник добывает 3,0 - 3,3 млн.т. руды в год [4].
Система разработки этажного принудительного обрушения с вибровыпуском руды: 1 - откаточный орт; 2 - камеры под ВДПУ; 3 - выработки горизонта подсечки; 4 - выемочный блок; 5 - выработки бурового горизонта, 6 пучки глубоких сква Для применяемой технологии характерны следующие основные параметры; высота блока - 70м, высота подсечки 12 +- 15м, ширина блока по простиранию рудного тела 27 - 30м, длина — 40 - 60м, ширина отрезной щели (компенсационной камеры) - 6м, ширина панели - 21м. По высоте блока выделяют три рабочих горизонта - откаточный, подсечной и буровой.
Комплекс подготовительно-нарезных работ включает в себя проходку откаточного орта (штрека), камер под вибродоставочные установки ВДПУ-4ТМ, выработок горизонта выпуска и подсечки, отрезного восстающего, буровых ортов и камер (рис. 1.1). Система разработки этажного принудительного обрушения предусматривает выполнение следующих стадий очистных работ: образование воронок, подсечки и отрезной щели, обрушение основных запасов блока (панели) и потолочины. Отбойку основных запасов блоков осуществляют пучками параллельно-сближенных скважин на предварительно созданную отрезную щель. Выпуск руды ведут по площадной схеме под налегающими вмещающими породами с применением виброустановок.
На проходческих и очистных работах применяется следующее горное оборудование: для бурения шпуров - перфораторы ПР-27, ПР-30, ПК-60, ПТ-36, установки УПБ-1, буровые каретки БУР-2М и СБКН-2; для погрузки, выпуска и доставки горной массы, соответственно, скреперные лебёдки ЛС-30, вибропитатели ВДГТУ-4ТМ? погрузочные машины 1ГПТН-5; для бурения глубоких скважин буровые станки НКР-100.
Графоаналитическое определение объёмов выделенных и оставленных в недрах породных включений
Освоение системы подэтажного обрушения с площадно-торцовым выпуском будет способствовать повышению показателей извлечения руды, не только за счёт совершенствования конструктивного оформления горизонта выпуска, но и за счёт лучшего вписывания очистных панелей в контуры отрабатываемых рудных тел и частичного оставления породных прослоев в выработанном пространстве. Как правило, мощные рудные месторождения, в зависимости от сложности морфологического строения, могут включать залежи, в контурах которых сосредотачивается до 30 - 35 % породных включений [12, 13, 79 - 84]. При этом, как установлено кондициями, прослои пустых пород мощностью до 5м (в частности для рудников Горной Шории и Хакасии) включаются в объёмы извлекаемых запасов. Валовая выемка таких залежей сопровождается низкими показателями извлечения и значительной трудоёмкостью работ,
На основе опыта отработки рудных месторождений и обособленного проектирования отработки отдельных панелей системой подэтажного обрушения, сложность строения и невыдержанность рудных тел по основным элементам залегания оцениваются лишь приближённо (в основном качественной характеристикой).
Форма и морфология рудных тел наиболее детально учитываются при нормировании потерь и разубоживания. Определение изменчивости строения залежей основано на методе включающего в себя различные модели контура рудоносности или оруденения [78, 80, 81, 83]. Большинство авторов обосновывают свои результаты исследований морфологической сложности рудных тел на плоских моделях [12, 81, 84-86], которые являются достаточно простыми, но не всегда точно отражающими фактические показатели теряемой руды и прихватываемой при выемке породы. Параметры вынимаемых участков оптимизируются во взаимной связи с конструкцией системы разработки и техноло гическими процессами. Однако невыдержанные элементы залегания и постоянно меняющийся угол падения залежей не позволяют, как показывает практика, сохранять оптимальные параметры выпуска руды. В связи с этим задачи по определению оптимальных параметров технологии, во взаимосвязи с морфологическим строением рудных тел, решаются отдельно для каждого конкретного случая, месторождения или отдельных его участков [68, 70, 87].
Определяющее значение при отработке запасов имеют мощность, углы падения рудных тел и величина породных прослоев заключённых в пределах эксплуатационных панелей, размеры которые даже в пределах выемочного слоя могут варьироваться в широких пределах. В таких условиях залегания, выбор параметров технологии приводит, как правило, к техническим погрешностям и, как следствие, нарушению параметров и показателей выпуска руды.
Прямой учёт морфологического строения и горно-геологических особенностей залегания рудных тел по каждому конкретному выемочному участку (панели) в значительной степени осложняет задачу выбора и обоснования оптимальных параметров технологии. На основе этого наиболее целесообразно определять и прогнозировать указанные характеристики на базе статистических закономерностей и периодически получаемой геологической информации. Так как морфологическая изменчивость рудных тел, а также отдельных их участков носит случайный незакономерных характер, то для решения задачи выделения породных прослоев достаточно воспользоваться плоской моделью определения с учётом статистических и геолого-маркшрейдерских данных.
Достижение высоких показателей извлечения руды, согласно теории выпуска под обрушенными породами, обеспечивается при условии, что пространственная форма отбитого слоя соответствует фигуре эллипсоидов выпуска. В данном случае технология выемки полезных ископаемых полностью должна подстраиваться к горно-геологическим условиям залегания. Однако, это не всегда технологически возможно и экономически целесообразно осуществить, в условиях действующих рудников, с сохранением высоких показателей извлечения. В связи с этим, для достижения высокого качества добываемого сырья, возрастают потери, величина которых определяется, во-первых, морфологической невыдержанностью рудных тел по основным элементам залегания и, во-вторых, параметрами технологии. Поэтому размеры залежей, их конфигурация и конструкция системы разработки - категории взаимосвязанные, которые при разработке месторождений рассматриваются комплексно, как система.
Определение изменений условий охвата площади слоя, в вертикальном сечении вкрест и по простиранию рудного тела, осуществлялось путём решения плоской модели. Предварительно по площади характерных геологических разрезов вкрест простирания рудных залежей, определялись коэффициент рудо-носности КРуд и соответственно рудная Spys и породная S„op площади в пределах выемочного контура.
Точность определения количества руды и породных прослоев в пределах извлекаемых контуров будет зависеть от числа измерений соответствующих площадей Si и количества геологических разрезов по данному выемочному участку. Расчёты показали, что изменчивость площадей (Spyd и Snop) по характерным разрезам определялась с погрешностью не более 15%. Это потребовало индивидуального подхода к их определению и учёта при выборе параметров системы разработки. Ориентация в таких условиях только на средние показатели морфологического строения залежей приведёт к значительным погрешностям определения количества оставленных в недрах породных включений.
Результаты моделирования на активных фотоупругих материалах
Известно, что правильность и точность экспериментальных результатов зависит от качества расшифровки изолиний на полученных фотографиях моделируемых технологий. В нашем случае расшифровка проводилась от места, где нормальные напряжения одинаковы по всем направлениям [99] - условие рав-нокомпонентного давления (то есть ттах= 0). Результаты исследований представлены в виде фотографий - картин изо-хром равных максимальных касательных напряжений ттак. На рис. 3.2 представлен характер распределения напряжений rma?. в конструктивных элементах системы разработки подэтажным обрушением, при высоте подэтажа 20м и расстоянии между буро-достав очными ортами 14м (модель 2). Результаты модели 1 сопоставимы с результатами модели 2.
Геомеханическая модель 2 представляет собой вертикальное сечение участка массива (технологии) с расположением панели вкрест простирания рудной залежи на глубине 600м от земной поверхности. Конфигурация системы разработки соответствует процессам ведения подготовительно-нарезных и очистных работ в пределах отрабатываемой панели. Сложившиеся особенности напряжённо-деформированного состояния рудного массива и окружающих боковых пород позволяют отметить следующее.
На рассматриваемой стадии ведения горных работ величина напряжений тшк в окрестностях выработанного пространства, в направлении простирания рудного тела, колеблется в пределах 5 -ь 25 МПа. Наиболее опасные концентрации напряжений ттх наблюдаются в краевых зонах погашенного очистного пространства, величина которых изменяется от 25 до 45 МПа, максимальное значение сг, достигает 110 МПа (соответствует пределу прочности пород на одноосное сжатие). В связи с этим, в данных местах возможно ожидать разрушений пород.
Область массива между выработанным пространством и системой подэтажных буро-доставочных выработок испытывает давление с гтах от 16 до 40 МПа, при этом концентрация нормальных напряжений составляет тх = 32 + 84 МПа, т2 = - 5 -И4 МПа. Максимальные сжимающие напряжения ох изменяются от 40 до 85 МПа. Рис. 3.2
Концентрация гтах в горизонтальном сечении ромбовидной панели, расположенной под обрушенными породами (выработанным пространством), составляет 10 + 24 МПа, сг, достигает величины 38 -г- 40 МПа, максимальное значение растягивающих напряжений не превышает тг = - 6 МПа. Верхняя часть панели практически разгружена от напряжений и воспринимает лишь вес налегающих обрушенных пород, к центральной части - величины сг, и т2 изменяются соответственно от 0 до 40 МПа и от 3 до - 6 МПа.
Ниже очистного пространства на 14 + 18 м по центру панели, в вертикальном сечении, наблюдается зона растяжения ст2 = - 2 + - 6 МПа (рис. 3.36) с минимальными значениями гтах, которые постепенно увеличиваются к выработкам горизонта выпуска до 25 + 40 МПа, максимальные горизонтальные напряжения при этом возникают в кровле вышеупомянутых выработок нижнего подэтажа, где сгх =81 -84 МПа. Буро-доставочные орты, между подэтажными горизонтами, практически не оказывают влияние друг на друга, однако велична действующих на них гтах составляет 25 + 32 МПа, т} и сг2 достигают значении соответственно 80 + 85 МПа и 14 + 17 МПа. В данном случае соответствует максимальным горизонтальным напряжениям тх, а с2 - максимальным вертикальным напряжениям с.
Для корректного сравнения возникающих полей напряжений при отработке месторождений, была исследована технология этажного принудительного обрушения руды и вмещающих пород (существующая технология), на моделях 3 (рис. 3.4) и 4 (рис. 3.6). Модель 3 представляет собой поперечное сечение очистного блока высотой 70м, расположенного вкрест простирания рудной залежи на глубине 600м.
В ходе расшифровки фотографий изохром полученные величины гтах и найденные расчётным путём напряжения сг, и сг2 свидетельствуют о следующем.
Примыкающий массив по высоте блока испытывает относительно невысокие нагрузки ттах= 18 30 МПа, со стороны отрезной щели возникает зона растяжения (гтах= 5- 9 МПа). Выемочная панель, за счёт образованной подсечки и отрезной щели находится практически в разгруженном состоянии (гтах = 5 + МПа).
Параллельно, основным экспериментам, были проведены дополнительные исследования по определению напряжений возникающих в основаниях очистных блоков существующей технологии, путём нагружения моделей полем нагрузок действующих в плане по простиранию и вкрест простирания рудной залежи. На рис. 3.6 представлена геомеханическая модель 4 днища блока (план).
Модель отражает завершающий этап выполнения подготовительно-нарезных работ непосредственно перед очистной выемкой. На ней представлен горизонт выпуска и доставки руды со смежной отработанной панелью. Рис. 3.6
Полученные результаты моделирования показали, как и выше, что наиболее нагруженными являются участки в районе расположения откаточного орта и выработок выпуска (погрузочные штреки под ВДПУ-4ТМ), в которых концентрация ттах достигает значений 40 + 63 МПа. Это свидетельствует о сложных условиях их поддержания (что и наблюдается при ведении горных работ на действующих рудниках [1 - 3, 5, 79]).
Со стороны смежного блока, подготавливаемого к очистным работам, величина ттах колеблется от 25 до 40 МПа. На контакте панели с вмещающими породами, в направлении вкрест простирания, гтах изменяется от 32 до 42 МПа. Наиболее напряжёнными элементами технологии также являются угловые зоны отработанной панели, где ттах достигает величины более 60 МПа.
Расчёт основных технико-экономических показателей системы подэтажного обрушения с готощадно-торцовым выпуском руды
Основными исходными данными для определения показателей технологии подэтажного обрушения с площадно-торцовым выпуском руды под обрушенными породами являются: мощность залежи (т), высота подэтажа (h ), ширина панели (dcji). толщина отбиваемых слоев, выпускаемых по торцовой и пло-щадно-торцовой схемам (tT и ta\ расстояние между буро-доставочиыми ортами (L) и их ширина {А\ плотность руды (Рр), тип применяемых машин, показатели полноты и качества извлечения руды из недр на выпуске, с учётом конструктивного разубоживания (возможности оставления и выделения в недрах значительных до 25 + 40% прослоев и включений пустых пород).
Отрезка и послойная отбойка ромбовидных панелей осуществляется путём последовательного взрывания вертикальных вееров скважин на зажатую среду, пробуренных из буро-доставочных ортов.
Учитывая объёмы производства и технологию ведения горных работ, в качестве основного технологического оборудования целесообразно использовать: на проходке горных выработок буровые каретки типа «BOOMER Н282» и дизельные погрузочно-доставочные машины типа «TORO-400D»; для крепления выработок торкрет машины «UTIMEC 1500» и анкеров-щик «U-807»; на очистных работах буровые станки типа «SIMBA Н250» и погрузочно-доставочные машины типа «TORO-400E» с электрическим приводом; для доставки ВВ и заряжания скважин - самоходные машины типа «CHARMEK»; для доставки вспомогательных материалов и перевозки людей соответственно машины «U-800CR» и «TJ-818».
Трудовые затраты на бурение приняты исходя из практической производительности буровых станков «SIMBA Н250» (120м/смену скважин на одну установку) [116, 117]. Стоимости на материалы, энергию и заработная плата приняты по фактическим данным Шерегешского рудника, затраты на самоходную технику — с учётом транспортных расходов, таможенных пошлин, сборов и НДС (см. п. 4.3, табл. 4.9).
Гибкость предлагаемой технологии и высокая производительность, при использовании комплексов самоходного оборудования, обеспечивают высокую интенсивность горных работ — продолжительность отработки панели (рабочего цикла) составляет 3,4 +- 3,5 месяца (при средней мощности залежи 50м, табл. 4.7), что существенно сокращает нормативы подготовленных и готовых к выемке запасов (в 3,0 - 4,0 раза). Последнее обстоятельство, также свидетельствует о минимизации необходимых оборотных средств, значительном снижении затрат на эксплуатацию, поддержание и ремонт горных выработок.
Расчёт эффективности реконструкции рудника выполнен при условии форсированного перехода от традиционной системы разработки к технологии подэтажного обрушения с площадно-торцовым выпуском руды, при одновременном строительстве нижних горизонтов -1-115м, - 85м и доведением годовой производственной мощности до проектного уровня. Полный переход на новую систему разработки, как показали расчёты, осуществляется к концу второго года реконструкции.
В настоящее время очистные работы на руднике ведутся на глубине 400 -470м по четырём, участкам месторождения: Главному, Болотному, Ы. Шере-гсш, и Подрусловыи одновременно на 2-ух эксплуатационных горизонтах +255м и +185м. В условиях традиционной технологии производительность рудника ограничивается 3,0 + 3,3 млн.т./год. Оценка проводилась применительно к вышеназванным рудным участкам с высотою подэтажа h = 20м и расстоянием между буро-доставочиыми ортами L = 14м. Сроки отработки каждой панели определялись организацией работ, типом применяемого оборудования и его возможной производительностью на стадии подготовки и очистной выемки, а также производительностью подъёма. Учитывая современное состояние мирового рынка горного оборудования, параметры технологии и объёмы производства, целесообразно использовать комплексы самоходных машин основного и вспомогательного назначения (см. глава 4, п. 4.2).
