Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ГУЦМиЗ, Кафедра ПРМ
Профессор Иванцов В.М.
Февраль, 2006 г.
АЛЬБОМ СИСТЕМ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ
РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
С КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ
А. Системы РМПИ с сохранением статически равновесного состояния окружающего массива
- Системы с естественным поддержанием статического равновесия массива
- Системы с магазинированием руды в очистном пространстве
- Системы разработки с поддержанием очистного пространства горной крепью
- Системы с поддержанием очистного пространства искусственными массивами
Б. Системы РМПИ с обрушением окружающего массива
- Системы разработки слоевого обрушения вмещающих пород
- Системы разработки принудительного подэтажного обрушения руды и пород
- Системы разработки принудительного этажного обрушения руды и пород
В. Комбинированные системы разработки
Предисловие. Альбом систем предназначен в качестве пособия при самостоятельной работе по лекционному курсу и при работе над курсовым проектом. Приведенные варианты систем разработки могут служить базовыми для инноваций и для дальнейшего совершенствования.
А. СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
С СОХРАНЕНИЕМ СТАТИЧЕСКИ РАВНОВЕСНОГО СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕГО МАССИВА
КЛАСС 1. Системы разработки с естественным поддержанием
статического равновесия массива
По классификации М.И. Агошкова этот класс систем получил название «Класс систем с открытым очистным пространством». Группировка систем внутри класса представлена в табл.1.
Таблица 1.
|
Группировка систем разработки с открытым очистным пространством |
|||||||
|
1. Системы с формированием рабочего очистного пространства |
2. Системы без формирования рабочего очистного пространства |
||||||
|
без разделения рудного тела на слои |
камерно-целиковые |
||||||
|
А Сплошные Со сплошной очистной выемкой и слоевым типом рабочего очистного забоя |
Б. Камерно-столбовые с камерным типом рабочего очистного забоя и регулярными целиками |
А. Подэтажные с подэтажным порядком доставки руды |
Б. Этажные с этажным порядком доставки руды |
||||
|
а. без отграничения выемочной единицы |
б. с отграничением выемочной единицы |
а. без разделения функций целиков с междукамерными целиками столбчатого или ленточного вида |
б. с разделением функций целиков с панельными целиками (междублоковыми) и междукамерными целиками столбчатого или ленточного вида |
а. – с отбойкой из горизонтальных выработок (штреков, ортов) |
б. – с отбойкой из наклонных выработок и восстающих |
а. – с отбойкой из горизонтальных выработок (штреков, ортов) |
б. – с отбойкой из, наклонных выработок и восстающих |
|
*Со сплошной или блоковой подготовкой |
*Со шпуровой отбойкой и механизированной доставкой |
*С предполагаемой или без предполагаемой отработкой целиков |
|||||
|
Угол залегания рудных тел |
Крутопадающие |
1Ааб |
2Ааб; 2Баб |
2Ааб; 2Баб |
|||
|
Наклонные |
1Ааб; 1Баб |
1Баб; 2Ааб; 2Баб |
2Ааб; 2Баб; |
||||
|
Пологие |
1Ааб; 1Баб |
1Баб; 2Аб; 2Бб |
2Баб |
||||
|
Тонкие и малой мощности (<3м) |
Средней мощности (3…20м) |
Мощные (>20м) |
|||||
|
Нормальная мощность рудных тел |
Рис 1. Система 1Аа
Рис. 1. Система со сплошной очистной выемкой и слоевым типом рабочего очистного пространства, без отграничения выемочной единицы. Подготовка рудная, штрековая с минимальным опережением откаточного штрека относительно положения очистного забоя.
Отбойка – шпуровая, доставка руды – скреперная с погрузкой через полок. Очистное пространство – открытое, поддерживается не равномерно расположенными целиками.
Область применения – пологопадающие рудные тела мощностью до3м. Руда весьма устойчивая, малоценная.
Достоинства: сравнительно высокая производительность труда, простота конструктивного исполнения. Недостатки: существенные потери руды, неопределенность в управлении горным давлением. Совершенствование - на базе внедрения достижений НТП на процессах очистной выемки, особенно за счет внедрения самоходного оборудования, применения искусственных опор.
Рис. 2. Система 1Бб
Рис. 2. Камерно-столбовая система разработки с камерным типом очистного пространства, с регулярными междукамерными целиками-столбами круглой формы и ленточными панельными целиками. Таким образом, имеет место разделение функций целиков. Подготовка – панельная. Размеры панели в плане 150Х200 – 400м. Отбойка – шпуровая. Погрузка и доставка машинная. Очистное пространство – открытое, поддерживается целиками.
Область применения: полгопадающие рудные тела средней мощностью, чаще до 10м. Руда весьма устойчивая, малоценная. Достоинства: высокая производительность труда, малые прямые затраты на очистную выемку, простота конструктивного исполнения.
Недостатки – большие потери руды, (до 30%).
Совершенствование - на базе внедрения достижений НТП на процессах очистной выемки, особенно за счет внедрения самоходного оборудования, применения искусственных опор.
Рис. 3. Система 2Аа
Рис. 3. Камерно-целиковая система без формирования рабочего очистного пространства с подэтажным порядком доставки. Подготовка блоковая с откаточными штреками. Отбойка шпуровая или скважинная. Доставка скреперная. Очистное пространство открытое при наличие безрудных целиков. Условия применения: крутопадающие рудные тема малой или средней мощности с устойчивыми рудами. Оруденение неравномерное с наличием включений пустых пород. Достоинства: возможность снижать разубоживание руды, хорошие условия для доразведки. Недостатки: трудоемкость процессов отбойки и доставки руды. Возможны потери в целиках. Направления совершенствования - внедрение самоходного оборудования. Применение искусственных целиков из твердеющей закладки, конструктивные изменения.
Рис. 4. Система 2Бб
Рис. 4. . Камерно-целиковая система разработки, без формирования рабочего очистного пространства, с отбойкой руды из вертикальных (восстающих) выработок. Подготовка - блоковая, рудная, штрековая. Очистное пространство открытое, поддерживается междублоковыми целиками. Отбойка послойная, многорядная, комплектами параллельных горизонтальных одинарных скважин. Доставка по очистному пространству самотечная, с люковой погрузкой в вагон на откаточном штреке.
Достоинства: Сильные решения по оформлению отбойки руды. Хорошие условия для доразведки. Недостатки: применение переносного бурового оборудования при наличии подэтажных горизонтов. Возможны большие потери руды и разубоживание рудной массы (до 30%) при сложной морфологии рудного тела. Совершенствование в направлении изыскания эффективной технологии отработки целиков и снижение разубоживания
Рис. 5. Система 2Ба
Рис.5. Камерно-целиковая система разработки, без формирования рабочего очистного пространства, с отбойкой руды из горизонтальных буровых выработок. В данном случае – из подэтажных буровых штреков. Подготовка блоковая. Очистное пространство открытое, поддерживается междублоковыми целиками. Отбойка этажная, многорядная, веерами одинарных восходящих скважин. Доставка этажная, самоходным оборудованием.
Достоинства: Сильные решения по оформлению траншейного днища с совмещением горизонтов подсечки, выпуска, доставки и откатки. Хорошие условия для доразведки. Недостатки: применение переносного бурового оборудования при наличии подэтажных горизонтов. Возможны большие потери руды (до 30%) при отработке междублоковых и междуэтажных целиков. Совершенствование в направлении изыскания эффективной технологии отработки целиков.
Рис. 6. Система 2Аб
Рис.5. Камерно-целиковая система разра
ботки с открытым очистным пространством, без создания рабочего очистного пространства. Отбойка однорядная, веерами скважинных зарядов. Взрыводоставка руды по очистному пространству с машинной доставкой по подэтажным штрекам до блоковых рудоспусков. Область применения: наклонные рудные тела средней мощности с устойчивыми породами. Руда малоценная. Достоинства: Дешевая доставка руды по очистному пространству при наклонном залегании рудного тела. Недостатки: большие потери руды (до 30%). Трудности бурения скважин, возможны потери руды на почве очистного пространства. Пути совершенствования: внедрение современного бурового оборудования, поиск средств зачистки почвы очистного пространства. Изыскание решений по снижению потерь в целиках
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ И КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ
Анализируя горно-геологические условия и используя структурные описания комплексов подготовки выемочной единицы, комплексов отбойки руды и ее доставки, дать краткую характеристику конструктивно-технологического исполнения приведенных на рисунках систем разработки. Оценить достоинства и недостатки приведенных вариантов систем разработки, определить область их применения и наметить пути совершенствования. Работу сопровождать исполнением эскизов.
Рис .7.
Рис. 8
Рис. 9.
Рис. 10.
КЛАСС 2. Системы разработки с магазинированием руды в очистном пространстве
По классификации М. И. Агошкова системы с магазинированием отнесены в отдельный класс. Группировка систем внутри данного класса приведена в табл. 2.
Таблица 2.
|
Группировка систем разработки с магазинированием руды |
||||
|
1. Системы с формированием рабочего очистного пространства |
2. Системы без формирования рабочего очистного пространства |
|||
|
без разделения рудного тела на слои |
камерно-целиковые |
|||
|
А Сплошные со сплошной очистной выемкой |
Б. Блоковые со сплошной очистной выемкой |
А. Подэтажные с подэтажным порядком доставки руды |
Б. Этажные с этажным порядком доставки руды |
|
|
без отграничения выемочной единицы и с совмещенной во времени подготовкой |
с предварительным отграничением выемочной единицы и блоковой подготовкой |
– с отбойкой из горизонтальных, наклонных выработок или восстающих; - с предполагаемой или без предполагаемой отработки целиков. |
||
|
Угол залегания рудных тел |
Крутопадающие |
1АБ |
2АБ |
2АБ |
|
Наклонные |
1АБ |
2АБ |
2АБ |
|
|
Пологие |
1АБ |
2АБ |
2АБ |
|
|
Благоприятные условия применения |
Тонкие и малой мощности (<3 м) |
Средней мощности (3…20 м) |
Мощные (>20 м) |
|
|
Не благоприятные условия применения |
Нормальная мощность рудных тел |
Рис. 11. Система 1 Б
Рис. 11. Система разработки без разделения рудного тела на слой, с формированием рабочего очистного пространства. Подготовка блоковая. Магазинированная руда исполняет роль рабочей площадки. Функцию поддержания очистного пространства магазинированная руда выполняет в период отбойки руды и частичного выпуска с целью компенсации разрыхления. После полного (основного) выпуска очистное пространство переводится в выработанное пространство, оставаясь открытым или обрушаясь. Отбойка шпуровая, выпуск руды с люковой погрузкой.
Область применения: - крутопадающие маломощные рудные тела. Руды и породы устойчивые. Ценность руд – малая или средней ценности. Достоинство – высокая производительность труда. Недостаток – возможны потери в междублоковых и междуэтажных целиках. Пути совершенствования – внедрение современного оборудования, применение искусственных целиков из твердеющей закладки.
Рис. 12. Система1А
Рис. 12. Система со сплошным магази-нированием руды без предварительного отграничивания выемочной единицы при штрековой подготовке. Отбойка шпуровая, выпуск – люковой. Условия применения - крутопадающие маломощные рудные тела с устойчивой рудой средней ценности. Достоинство – быстрый ввод рудных тел в эксплуатацию. Недостаток – трудности бурения с откоса руды.
Рис13 и рис. 14. Система разработки с магазинированием руды со скважинной отбойкой комплектами параллельных и веерных скважин. Скважины бурятся из подэтажных выработок (ортов) и из восстающих с использованием подвесного бурового полка. Система применяется в мощных и средней мощности рудных телах с рудой средней устойчивости. Ценность руды средняя. Достоинство – возможность при малых потерях отрабатывать мощные рудные тела с пониженной устойчивостью. Недостаток - существенные потери руды в целиковых запасах, которые надлежит отрабатывать во вторую очередь. Пути решения проблем – применение систем с закладкой или с принудительным обрушением руды и пород.
Рис13. Система 2Б Рис.14. Система 2Б
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ И КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ
ЗАДАНИЕ 1.
Провести анализ конструктивно-технологического исполнения приведенных на рисунках систем разработки с магазинированием руды. Указать отличительные особенности, имея ввиду, что используются деревянное распорное крепление, штанговое крепление висячего бока рудного тела, разделение выемочной единицы на три полублока, а также отказ от междублоковых целиков. Оценить достоинства и недостатки приведенных вариантов систем разработки, определить область их применения и наметить пути совершенствования. Работу сопровождать исполнением эскизов.
Рис. 15.
Рис. 16.
Рис. 17.
Рис. 18.
ЗАДАНИЕ 2. Анализируя горно-геологические условия и используя структурные описания комплексов подготовки выемочной единицы, комплексов отбойки руды и ее доставки, дать краткую характеристику конструктивно-технологического исполнения приведенных на рисунках систем разработки. Оценить достоинства и недостатки приведенных вариантов систем разработки, определить область их применения и наметить пути совершенствования. Работу сопровождать исполнением эскизов.
Рис.19.
Рис. 20.
Рис. 21
КЛАСС 3. Системы разработки с креплением очистного пространства
Горная крепь относится к горным конструкциям, устанавливаемой в выработке для ее поддержания. Группировка систем разработки с поддержанием очистного пространства горной крепью приведена в табл.3.
Таблица 3.
|
Группировка систем разработки с креплением очистного пространства |
||||
|
1. Системы с креплением и выемкой на полную мощность рудного тела без разделения на слои и с созданием рабочего очистного пространства слоевого типа |
2. Системы с креплением и выемкой на полную мощность рудного тела с разделением на слои и в виде прирезок |
|||
|
А. С применением усиленной распорной шорной, станковой крепи |
Б.. С применением подхватной или костровой крепи |
А. С рабочим очистным пространством камерного типа в виде коротких и длинных блоков |
Б. С рабочим очистным пространством в виде вертикальных прирезок |
|
|
а) со сплошной или б) с уступной формой забоя, при сплошной или блоковой подготовке выемочного участка |
||||
|
Угол залегания рудных тел |
Крутопадающие |
1А |
2А; 2Б |
2А; 2Б |
|
Наклонные |
1А; 1Б |
2А; 2Б |
2А; 2Б |
|
|
Пологие |
1Б |
2А; 2Б |
2А; 2Б |
|
|
Благоприятные условия применения |
Тонкие и малой мощности (<3 м) |
Средней мощности (3…20 м) |
Мощные (>20 м) |
|
|
Не благоприятные условия применения |
Нормальная мощность рудных тел |
Рис.
КЛАСС 4. Системы с закладкой очистного пространства
Закладка - как технологический процесс осуществляется для создания искусственного массива, обладающего определенными свойствами, используемыми для поддержания очистного пространства. Группировка систем с закладкой внутри класса представлена в табл. 4.
Таблица 4.
|
Группировка систем разработки с закладкой очистного пространства |
|||||
|
1. С закладкой очистного пространства в едином цикле с отбойкой и доставкой руды и с созданием рабочего очистного пространства |
2. С последующей закладкой и без создания рабочего очистного пространства |
||||
|
А. Без разделения рудного тела на слои и со слоевым типом рабочего очистного пространства |
Б. С разделением рудного тела на слои, камерным типом рабочего очистного пространства или в виде прирезок на основе искусственного массива, обладающего устойчивостью |
А. С использованием дискретного закладочного материала, работающим лишь при объемном сжатии |
Б. С использованием твердеющего закладочного материала, обладающего устойчивостью |
||
|
а) со сплошной или б) блоковой /столбовой /панельной подготовкой выемочного участка, с очистной выемкой в восходящем, нисходящем порядке или по простиранию |
а) с подэтажной или б) этажной масштабностью отработки блока. С камерным типом очистного пространства. |
||||
|
* 2А – используются в комбинированных системах в качестве первых структурных элементов; ** 1Б и 2Б – являются структурной основой одностадийных и многостадийных систем с твердеющей закладкой. |
|||||
|
Угол залегания рудных тел |
Крутопадающие |
1А |
1Б |
1Б; 2А; 2Б |
1Б; 2А; 2Б |
|
Наклонные |
1А |
1Б |
1Б; 2А; 2Б |
1Б; 2А; 2Б |
|
|
Пологие |
1А |
1Б |
1Б; 2А; 2Б |
1Б; 2А; 2Б |
|
|
Благоприятные условия применения |
Тонкие и малой мощности (<3 м) |
Средней мощности (3…20 м) |
Мощные (>20 м) |
||
|
Не благоприятные условия применения |
Нормальная мощность рудных тел |
Рис. Система разработки 1Аб
Рис. . Система разработки с закладкой очистного пространства в едином цикле с отбойкой и доставкой. Подготовка блоковая. Откаточная выработка - рудный штрек. Отбойка шпуровая, доставка скреперная по рабочему очистному пространству в виде слоя. Выемка восходящими горизонтальными слоями. Закладка дискретная, сухая, сыпучая. В качестве закладочного материала может быть порода от проходки выработок или из специально приготовленного материала. Для исключения потерь в закладке используют настилы из различного материала. Достоинство – низкие потери руды и металла. Недостаток – высокая трудоемкость процессов очистной выемки. Область применения крутопадающие маломощные и средней мощности рудные тела. Руды и породы средней устойчивости. При этом руда ценная и более устойчивая. Направления совершенствования на базе внедрения более производительного оборудования и применения дешевой закладки.
Рис.. Система разработки 1Аб
Рис. . Данный вариант демонстрирует сильное инженерное решение, позволяющее отрабатывать маломощные рудные тела с высоким содержанием металла. Ширина рабочего очистного пространства принимается требуемых размеров и расчетом определяется величина присечки вмещающих пород. В случае целесообразности закладку добавляют из пород от проведения горных выработок. В виду малой мощности рудных тел, очистную выемку ведут без междублоковых целиков. Есть определенная проблема со слоевыми настилами – процесс укладки трудоемкий, большой расход материалов и дорогой материал.
Рис. . Система разработки 1Аб
Рис. . Вариант системы с закладкой наклонными слоями. Рабочее очистное пространство наклонено для снижения затрат на доставке руды и транспорте закладочного материала. При отсутствии надлежащих средств доставки проблему решают за счет «горна» и гравитации. Закладка – сухая, дискретная, работающая лишь в объемном состоянии и не допускает вертикальных обнажений. Доставка по очистному пространству самотечная, используют восстающие выработки. Погрузка люковая.
Рудное тело отрабатывается на полную мощность, без разделения по мощности на слои. Область применения – жильные месторождения при низкой устойчивости породного массива. Ценность руды высокая, способная окупить затраты на необходимую закладку.
Рис. Система разработки 1Аб
Рис. Еще один вариант системы разработки с закладкой. Подготовка без разделения выемочного участка на блоки, хотя возможно и с разделением, но это приведет к оставлению целиков и увеличению потерь ценной руды. Ранее он относился к самостоятельному классу – с креплением и закладкой. С осмыслением роли рабочего очистного пространства мы с еще большей уверенностью можем отнести его в класс систем с закладкой очистного пространства и креплением рабочего очистного пространства в виду пониженной устойчивости рудного массива. Область применения системы расширяется при минимальных потерях руды и металла. Однако недостатки остаются. И именно, высокие затраты живого труда, да еще и крепежного леса, закладочного материала.
Направления совершенствования ориентированы на устранение отмеченных недостатков
На последующих примерах можно проследить как решаются проблемы совершенствования процессов очистной выемки, оставаясь в рамках идеи исполнения системы разработки в целом.
Рис. . Система разработки 1Аб
Рис. . Вариант системы тот же самый. Отличие в том, что на процессах отбойки и доставки применяется самоходное оборудование. Увеличение производительности труда при этом должно быть значительно выше, чтобы окупить затраты на приобретение оборудования. Для достижения этого размеры блока увеличены до 120м, выделено два полублока с совмещением работ по отбойке, доставке и укладке сухой дискретной закладки. При увеличении мощности рудного тела возникает необходимость оставления междублоковых целиков и в связи с этим появляется задача их отработки с минимальными потерями. Эта задача и определит направление совершенствование системы.
Рис. . Представленный вариант демонстрирует возможности дальнейшего совершенствования системы данного исполнения на базе самоходного оборудования. С увеличением мощности рудного тела и устойчивости обнажения рудной кровли эффективность реализации идеи – увеличивается. Возможна забойная сортировка, что позволяет отрабатывать рудные тела сложного строения.
Рис. . Система разработки 1Аб Рис. . Система разработки 1Аб
.
При снижении устойчивости руды и пород возможно применение штангового крепления рабочего очистного пространства. Система преобразуется в вариант системы с креплением и закладкой, но на более совершенной основе.
Рис. Система разработки 1Бб
Рис. . Вариант система с твердеющей закладкой слабо наклонными слоями в нисходящем порядке и с рабочим очистным пространством камерного типа. Подготовка - блоковая. Отбойка шпуровая, доставка механизи-рованная – погрузоно – доста-вочными машинами (ПДМ).
Область применения – руды и породы неустойчивые. Однако могут быть и любой устойчивости, но не допускается обрушение окружающего массива и дневной поверхности. Ценность руды высокая и достаточная, чтобы окупить дополнительные затраты на закладку. Достоинство – минимальные потери ценной руды (до1-2 %). Направление совершенствование - снижение затрат на закладку и повышение производительности труда.
Рис. Система разработки 1Бб
Рис. . Вариант системы анало-гичен предыдущему. С той лишь разницей, что очистные камеры в первом случае ориентированы по простиранию, а во втором – вкрест простиранию. Такое инженерное решение можем оказаться очень сильным, поскольку учитывает возможности развития фронта работ и ориентацию трещино-ватости рудного массива.
Приведенные варианты легко модифицируются в варианты с восходящим порядком отработки выемочного участка. Все варианты допускают селективную выемку, забойную сортировку. При восходящем порядке выемки упрощается организация закладочных работ. Можно применить закладку по скважинам. Задачи совершенст-вования – удешевление закладки и закладочных работ, внедрение прогрессивного оборудования и форм организации труда.
Рис. Система разработки 1Бб
Рис. Система разработки с твердеющей закладкой нисхо-дящими слоями в условиях СУБРа при неровном контакте с породами лежачего бока. Вариант позволяет осуществить более полную выемку запасов и отказаться от системы слоевого обрушения.
Рис. Система разработки 2Бб
Рис. Камерная система разработки с твердеющей закладкой в три очереди, без создания рабочего очистного пространства, закладка последующая. Отбойка руды в камерах – скважинная, доставка самоходными ПДМ. Варианнт существенно усиливается при шахматном расположении камер в смежных этажах.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ И КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ
Провести анализ конструктивно-технологического исполнения приведенных на рисунках систем разработки. Указать отличительные особенности. Оценить достоинства и недостатки. Определить область их применения и наметить пути совершенствования. Работу сопровождать исполнением эскизов.
.
ЗАДАНИЕ 1
Рис.
ЗАДАНИЕ 2.
Рис.
ЗАДАНИЕ 3.
Рис.
ЗАДАНИЕ 3. Рис.
ЗАДАНИЕ 4. Рис.
ЗАДАНИЕ 5. Рис.
5. КЛАСС. Системы разработки с обрушением вмещающих пород
|
Группировка систем разработки с обрушением вмещающих пород |
||||
|
1 Системы с обрушением и выемкой на полную мощность рудного тела без разделения на слои |
2. Системы со слоевым обрушением и многослойной выемкой полезного ископаемого |
|||
|
А с цикличным характером обрушения |
Б. с пошаговым характером обрушения |
А. Нисходящими горизонтальными слоями |
Б. С нисходящей выемкой наклонными или поперечными слоями |
|
|
а) со сплошной или б) блоковой /столбовой /панельной подготовкой выемочного участка |
с разделяющими перекрытиями различного конструктивного и технологического исполнения |
|||
|
с рабочим очистным пространством в виде лавы, с оградительной и призабойной крепью |
с рабочим очистным пространством в виде лавы, прирезок или заходок (одинарных, спаренных) |
|||
|
Оградительная крепь и разделяющие перекрытия: органная крепь (одно и много рядная) из различных материалов; древесный мат, щитовые перекрытия (гибкие, жесткие) из различных материалов. Призабойная крепь: рамная, неполным дверным окладом, одинарными деревянными стойками, подхватная, инвентарная механическая крепь, штанговая и др. Общее направление очистных работ по падению и/или по простиранию. |
||||
|
Залегание рудных тел |
Крутое |
1А; 1Б |
2А; 2Б |
2А; 2Б |
|
Наклонное |
1А; 1Б |
2А; 2Б |
2А; 2Б |
|
|
Пологое |
1А4 1Б |
2А; 2Б |
2А; 2Б |
|
|
Тонкие и малой мощности (<3м) |
Средней мощности (3…20м) |
Мощные (>20м) |
||
|
Нормальная мощность рудных тел |
Рис. Система разработки 1Аа
Рис. Система разработки с обрушением налегающих пород и поддержанием рабочего очистного пространства механизированной крепью. Обрушение цикличное после передвижения призабойной крепи. Рабочее пространство в виде лавы. Подготовка панельная, может быть столбовая. Мощность оруденения менее трех метров. Породы неустойчивые. Руды средней ценности и малоценные. Достоинства – высокая произво-дительность забойного рабочего, однако имеют место сущест-венные потери в целиках.
Направление развития – внедрение достижений НТР.
Рис. Система разработки
6. КЛАСС. Системы разработки с обрушением руды и вмещающих прод
|
Группировка систем разработки с обрушением руды и вмещающих пород |
|||||
|
при непрерывном переводе очистного пространства в выработанное пространство |
|||||
|
1. С подэтажным порядком очистной выемки, слоевой отбойкой и торцовым выпуском руды |
2. С этажным порядком очистной выемки, массовым обрушением руды и донным (линейным или площадным) выпуском |
||||
|
А С прямоугольной формой очистного пространства во фронтальной плоскости |
Б. С ромбоидальной формой очистного пространства во фронтальной плоскости |
А. с отбойкой руды на компенсационные камеры (на разрушение) |
Б. с секционной многорядной отбойкой руды в зажиме |
||
|
Выпуск руды при контакте с обрушенными породами или при разделяющих перекрытиях различного конструктивно-технологического исполнения. Отбойка и доставка осуществляется с использованием нарезных и подготовительных выработок. Рабочее очистное пространство не создается. Направление очистных работ в блоке - по падению, вкрест и/или по простиранию. |
|||||
|
Угол залегания рудных тел |
Крутопадающие |
1А; 1Б |
1А; 1Б |
2А; 2Б |
1А; 1Б; 2А; 2Б |
|
Наклонные |
1А; 1Б |
1А; 1Б |
2А; 2Б |
1А; 1Б; 2А; 2Б |
|
|
Пологие |
1А; 1Б |
1А; 1Б |
2А; 2Б |
1А; 1Б; 2А; 2Б |
|
|
Благоприятные условия применения |
Тонкие и малой мощности (<3 м) |
Средней мощности (3…20 м) |
Мощные (>20 м) |
||
|
Не благоприятные условия применения |
Нормальная мощность рудных тел |
Рис. Система разработки 1А
Рис. Система подэтажного обрушения с торцовым послой-ным выпуском на базе самоход-ного бурового и доставочного оборудования. Горизонты буровой и доставочный не совмещены. Это решение направлено на создание условий их последовательного проветри-вания за счет общешахтной депрессии. Однако количество выработок резко возрастает, что ухудшает показатели системы. Направление очистной выемки вкрест простирания предпо-лагает отрезку от лежачего бока.
В итоге, вариант далек от совершенства, но поучительный.
На рис. представлены возможные варианты инженер-ных решений. Применение конвейерной доставки направлено на замену дорогостоящего самоходного доставочного оборудования. Расширение торцевого забоя способствует изменению фигуры выпуска с улучшением ее вписывания в обрушенный слой руды и тем самым снижения потерь.
Рис. Рис.
Рис. Система разработки 1Б
Рис. Система подэтажного послойного обрушения с ромбоидальной формой очистного пространства и торцовым выпуском на базе самоходного бурового и доставочного оборудования. Буровой и доставочный горизонты совмещены. Ориентация очистной выемки вкрест простиранию обеспечивает широкий фронт очистных работ и за счет этого высокую производительность выемочного участка. Совмещение горизонтов ведет к сокращению абсолютного объема выработок. Применение одного типа оборудования на проходке выработок и очистной выемке снижает затраты на горных работах. В целом вариант соответствует современным тенденциям. Производительность труда максимальная, потери и разубоживание минимальные для данного класса систем (10-12%).
Рис. Система разработки 2Б
Рис. Система этажного принудительного обрушения руды и вмещающих пород с секционной отбойкой руды в зажиме, с донным стационар-ным днищем на базе выпускно доставочно погрузочных установок (ВДПУ). Использование пучков параллельных скважин при отсутствии промежуточных буровых горизонтов позволяет существенно упростит исполнение системы и повысить ее показатели. Система конкурентно-способная при сравнении с подэтажным обрушением на базе самоходного оборудо-вания, поскольку ВДПУ значительно дешевле самоходных машин. Однако применение переносного бурового оборудования с малой скоростью бурения (до 20м в смену), большие потери и разубоживания руды снижают ее область применения.
Рис. Система разработки 2А
Рис. . Система при-нудительного этажного обрушения с отбойкой пучками параллельных скважин на компен-сационные камеры с донным стационарным днищем на базе ВДПУ.
Наличие компенса-ционных камер устра-няет переуплотнение отбитой руды, име-ющей место при от-бойке в зажиме. Однако требуются дополни-тельные затраты на горные работы по созданию компенса-ционных камер. Руды должны быть устойчи-выми, позволяющими создание камер. Вариант конкурентноспособный при сравнении с системой подэтажгого обрушения с торцовым выпуском на базе самоходного оборудования.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ И КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ
Провести анализ конструктивно-технологического исполнения приведенных на рисунках систем разработки. Указать отличительные особенности, оценить достоинства и недостатки, определить область их применения и наметить пути совершенствования. Работу сопровождать исполнением эскизов.
ЗАДАНИЕ 1.
Рис.
ЗАДАНИЕ 2.
Рис.
ЗАДАНИЕ 3. Рис
ЗАДАНИЕ 4. Рис.
ЗАДАНИЕ 5.
Рис.
ЗАДАНИЕ 6.
Рис.
7. КЛАСС. Комбинированные системы разработки
|
Группировка комбинированных систем разработки |
||||
|
1. Системы с выемкой камерных запасов при формировании открытого очистного пространства |
2. Системы с выемкой камерных запасов при заполнении очистного пространства (дискретной) немонолитной закладкой |
|||
|
А. С выемкой целиковых запасов массовой расстрелкой МЭЦ и МКЦ на открытые камеры: а) одновременно; б) разновременно |
Б. С выемкой целиковых запасов с разновременной отработкой МЭЦ и МКЦ: - МЭЦ системами с этажным обрушением руды и вмещающих пород; - МКЦ – а) подэтажным обрушением, б) системами слоевого обрушения вмещающих пород |
А. С выемкой целиковых запасов системами слоевого обрушения вмещающих пород: а) с упрочнением закладки; б) без упрочнения закладки |
Б. С выемкой целиковых запасов системами подэтажного обрушения руды и вмещающих пород: а) с донным; б) с торцовым выпуском руды |
|
|
Угол залегания рудных тел |
Крутопадающие |
1А; 1Б |
1А; 1Б; 2А; 2Б |
1А; 1Б; 2А; 2Б |
|
Наклонные |
1А; 1Б |
1А; 1Б; 2А; 2Б |
1А; 1Б; 2А; 2Б |
|
|
Пологие |
1А; 1Б |
1А; 1Б; 2А; 2Б |
1А; 1Б; 2А; 2Б |
|
|
Благоприятные условия применения |
Тонкие и малой мощности (<3м) |
Средней мощности (3…20м) |
Мощные (>20м) |
|
|
Не благоприятные условия применения |
Нормальная мощность рудных тел |
Рис. Система 2Аб
Рис. Комбинированная система с выемкой камерных запасов (первая очередь) системой с сухой дискретной закладкой. Во вторую очередь отрабатываются целиковые запасы системой слоевого обрушения. Область применения – крутопадающие мощные рудные тела, руды ценные. Устойчивость руд и пород низкая. Обоснование принятого сочетания систем можно увидеть в том, что на первой стадии выемка камерных запасов ведется высокопроизводительным способом с открытым очистным пространством при последующей дешевой сухой закладке. Выемка целиков слоевым обрушением позволяет обеспечить минимальные потери ценной руды.
Однако при такой технологии возможны существенные потери руды на контакте с сухой и сыпучей закладкой. Чтобы их устранить применяют инъекцию цементного раствора для создания прочного защитного слоя закладки. При применении выемки камерных запасов горизонтальными слоями с сухой закладкой для этих целей используют деревянные щиты. На второй стадии при слоевом обрушении затруднено проветривание очистного забоя – в виде заходок. Нет второго запасного выхода с горизонта очистных работ.
Комбинированные системы позволяют создавать существенный временной интервал между первой и второй стадией (очередью), что может оказаться эффективно с позиций использования недр и капитала.
Рис. Система 2Аб
Рис. Использование коротких рудоспусков и подэтажной скреперной доставки позволяет несколько повысить производительность труда.
Наличие восстающего в породах лежачего бока устраняет недостатки предыдущего варианта системы, но увеличивает прямые затраты.
Рис. Система разработки 1Аа
Рис. Комбинированная система разработки с массовой расстрелкой междукамерных и междуэтажных целиков на открытые камера при выемке камерных запасов с открытым очистным пространством с последующей закладкой.
Система разработки применяется при устойчивых рудах и породах., с большим интервалом между первой и второй стадией отработки запасов выемочного участка. На первой стадии выемка осуществлялась без разубоживания, на второй стадии с существенными потерями и разубоживанием. С позиции ресурсосберегающего подхода подобная технология не выдерживает критики.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ И КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ
1. Сформулировать признаки, отличающие комбинированные системы с массовым обрушением МКЦ МЭЦ на открытые камеры от систем принудительного этажного обрушения на компенсационные камеры.
2. Сравнить область применения комбинированных систем с массовым обрушением МКЦ и МЭЦ и систем принудительного этажного обрушения по устойчивости рудного и породного массива.
3. Пояснить, почему камерные системы с открытым очистным пространством или с магазинированием при последующей твердеющей закладке не относим к комбинированным системам.
4. Пояснить, почему камерные системы с последующей сухой закладкой при отработке целиковых запасов системами с обрушением принято относить к комбинированным системам.
5. Как оцениваете эффективность комбинированных систем с позиции ресурсосберегающего подхода.
2