CC BY
55
УДК 622.27
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЫПУСКОМ РУДЫ ПРИ СИСТЕМАХ ЭТАЖНОГО САМООБРУШЕНИЯ
Изложен способ управления выпуском руды при системах этажного самообрушения с использованием отрезных восстающих, пройденных по площади блока на расстоянии, равном диаметру эллипсоида выпуска между восстающими. Таким образом обеспечивается равномерное ослабление внутренних связей отрабатываемого массива и равномерное опускание самообрушающейся рудной массы по всей площади блока.
Ключевые слова: САМООБРУШЕНИЕ РУДЫ, ОТРЕЗНЫЕ ВОССТАЮЩИЕ, УПРАВЛЕНИЕ ВЫПУСКОМ РУДЫ
Отличительная особенность систем этажного самообрушения заключается в том, что рудный массив подсекают, затем подсеченный снизу массив постепенно обрушается под действием силы тяжести и горного давления. В процессе обрушения производят частичный выпуск руды, а после обрушения на полную высоту - общий выпуск под налегающими обрушенными породами [1]. При этом системы разработки с самообрушением применяются при выемке только мощных залежей (не менее 20-30 м), которые при подсечке на значительной площади, не позднее чем через один - три месяца, начинают сами обрушаться и дробиться на сравнительно небольшие куски. Кроме того руда должна быть слабоустойчивой или иметь густую сеть трещин и слабых прослойков, не должна слеживаться и самовозгораться.
Преимущество этих систем разработки состоит в том, что исключается необходимость бурения скважин и расхода большого количества взрывчатых материалов, что приводит к снижению материально-трудовых затрат.
В отечественной практике были попытки освоения данных систем разработки в Кривом Роге (рудник им. Дзержинского), на Урале (Дег-тярский рудник), в Казахстане (Текелийский рудник), шахта «Молодежная» Донского ГОКа.В зарубежной практике системы разработки с самообрушением руды успешно применялись на рудниках США, Канады, Чили и в настоящее время применяются в Австралии, Индонезии, ЮАР и других странах [2].
Возможность применения систем с самообрушением зависит от физико-механических свойств рудных и породных массивов и параме-
научно-технический журнал № 3-2015
вестник
тров рудных тел. Для оценки этих факторов на сегодняшний день наибольшее применение находит метод профессора Д. Лобшира (ЮАР), в соответствии с которым массив можно отнести к устойчивому, переходному и неустойчивому [3].
В практике применения систем разработки с самообрушением наблюдается замедление и даже приостановка дальнейшего выпуска руды. В связи с этим разработка средств и способов управления процессом самообрушения руды по площади блока является актуальной задачей.
Известен способ периодического взрывания зарядов взрывчатого вещества (ВВ) в верхней части «купола» [4]. Недостатком такого способа является ограниченная управляемость процессом самообрушения руды по площади блока в связи с ослаблением обрушающегося массива руды только в центре отрабатываемого блока. Кроме того необходимы организация специальных работ и проведение взрывов.
Целью исследований является повышение эффективности процесса самообрушения руды по всей площади блока и уменьшения высоты сводов зависания рудной массы за счет рекомендуемого способа управления самообрушением рудной массы по всей площади блока [5].
В предлагаемом способе инициирование отрабатываемого массива осуществляют путем образования отрезных восстающих на всю высоту блока, а выпуск руды осуществляют частями, равными объему свода естественного равновесия, причем отрезные восстающие размещают по площади блока на расстоянии между собой, равном диаметру эллипсоида выпуска руды [6].
Инициирование обрушаемого массива путем образования отрезных восстающих на
всей площади блока позволяет ускорить процесс деформации массива и способствует самообрушению его по всей площади блока. Вокруг пройденных восстающих происходит локальная концентрация напряжений, которые предопределяют интенсивную деформацию массива, его скалывание и обрушение на площадях блока, расположенных между отрезными восстающими постепенно на всю высоту блока и по всей площади.
Размещение восстающих по площади блока на расстоянии, равном между собой диаметру эллипсоида выпуска руды, обеспечивает равномерное ослабление внутренних связей отрабатываемого массива и равномерное опускание самообрушающейся рудной массы по всей площади блока.
Выпуск рудной массы частями в объеме свода естественного равновесия позволяет регулировать процесс самообрушения без высоких сводов зависания обрушенной рудной массы над выпускными дучками.
Предлагаемое техническое решение поясняется рисунками 1 и 2.
Технология отработки рудного тела по предлагаемому способу осуществляется следующим образом. Шахтное поле в пределах этажа разбивают на блоки. В нижней части каждого блока проводят комплекс подготовительно-нарезных выработок, включающий откаточный орт, камеры под доставочно-погрузочное оборудование, дучки, которые разворачивают в приемные воронки. Соосно с дучками для интенсификации деформации массива и инициирования самообрушения руды проходят отрезные восстающие секционным взрыванием глубоких скважин на
Рисунок 1 - Продольный разрез рудного тела в период подготовительно-нарезных работ
^^^ научно-технический журнал № 3-2015
20 вестник
Рисунок 2 - Поперечный разрез блока в режиме управления процессом самообрушения
всю высоту блока. Отрезные восстающие проходят на расстоянии между собой, равном диаметру эллипсоида выпуска. Затем выше воронок выпуска осуществляют горизонтальную подсечку блока.
Пройденные отрезные восстающие в пределах блока ослабляют массив руды, происходит локальная концентрация напряжений, которые вызывают деформацию массива.
В результате горизонтальной подсечки под влиянием сил тяжести и давления налегающих пород ослабленный отрезными восстающими массив блока увеличивает свою трещиноватость и начинается скалывание массива и самообрушение его в объеме свода равновесия.
По мере самообрушения массива производят выпуск обрушенной рудной массы частями - объемом, равном своду обрушения.
Применение данной технологии при отработке мощных рудных тел, пронизанных трещинами кливажа, при правильном сочетании способов горизонтальной подсечки и отрезки с интенсивностью выпуска рудной массы приводит к постепенному обрушению массива, исключает оседание его огромными глыбами, которое сопряжено с большими затратами на вторичное дробление и приводит к повышенным потерям руды при выпуске.
На основе анализа горно-геологических и
горнотехнических условий разработки железорудных месторождений Горной Шории и Хакасии [7, 8] опытно-промышленные исследования разработанной технологии системой этажного самообрушения рекомендуется провести на Абаканском месторождении в Хакасии.
ВЫВОДЫ:
1. Отработка трещиноватых, слабоустойчивых руд системами этажного самообрушения позволяет значительно снизить материально-трудовые затраты на отработку рудного массива по сравнению с системами этажного принудительного обрушения.
2. Для эффективного применения систем разработки этажного самообрушения необходимо предварительно дать геомеханическую оценку рудно-породного массива, используя наиболее широко применимый в зарубежной практике метод проф. Д. Лобшира.
3. Управление выпуском руды в системах с самообрушением рекомендуется вести на основе разработанного способа проходки отрезных восстающих, пройденных по площади блока на расстояниях, равных диаметру эллипсоида выпуска и оборудованных в нижней части доста-вочно-погрузочными средствами.
4. Опытно-промышленную отработку блока планируется провести на Абаканском месторождении в Хакасии.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
1. Именитов, В. Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений: Учебное пособие / В.Р. Именитов. - М.: Недра, 1987. - 504 с.
2. Кузьмин, Е.В. Самообрушение: Путь развития /Е.В.Кузьмин, А.Р. Узбекова. // Горный журнал. -2005 - № 8 - С. 69 -71.
научно-технический журнал № 3-2015
вестник 21
3. Кузьмин, Е. В. Самообрушение руды при подземной добыче: Учебное пособие /Е.В. Кузьмин, А. Р. Узбекова. - М.: МГГУ, 2006. - 283 с.
4. А. с. 1169410 СССР, МКИ Е 21 С 41/16 Способ разработки рудных месторождений [Текст] / В.С.Болкисев, А.А.Манин, В.Д.Гуров, В.Г.Дудко, В.И.Козыдуб, А.Х. Шагиев. Институт горного дела. - № 3708470 заявл.07.03.1984; опубл. 23.05.1986 Бюл. № 19.
5. Пат.2347072 Россия, МПК 41/06 Способ разработки рудных месторождений [Текст] /В.С.Шеховцов, Н.И.Байбородов, Я.Н.Байбородов, О.В.Залесская. СибГИУ. - № 2007126439 заявл. 11.07.2007, опубл. 20.02.2009 Бюл. №4 2009.
6. Шеховцов, В.С. Методы определения диаметра эллипсоида выпуска руды] / В.С. Шеховцов // Техника и технология разработки месторождений полезных ископаемых: Международный науч.-техн. сб. Вып.6. Новокузнецк: ГОУВПО «СибГИУ», 2003. - С 85-88.
7. Шеховцов, В.С. Подземная разработка сложноструктурных залежей под мощными рыхлыми отложениями: Монография / В.С. Шеховцов, И.Ф. Матвеев. Новокузнецк: СибГИУ, 2009. - 183с.
8. Шеховцов, В.С. Подземная разработка железорудных месторождений юга Западной Сибири: Монография / В.С. Шеховцов. Новокузнецк: СибГИУ, 1999. - 241с.
METHODS OF ORE PRODUCTION
MANAGEMENT WITH FLOOR COLLAPSE
SYSTEM
Shekhovtsev V. S., Zalesskaya O. V.,
Shekhovtsova V. O. Шеховцов Виктор Семенович
The method of ore production management e-mail: Viktoriash87@mail.ru
with the system of the floor collapse is described
when the cut uprising openings are used which are Залесская Ольга Владимировна
cut through the block at the distance equal to the e-mail: zalesskaya48@mail.ru
distance of outlet ellipsoid diameter between the
uprising ore veins. By this way steady weakening of Шеховцова Виктория Олеговна
inner connections in the worked massif and steady e-mail: Viktoriash87@mail.ru
lowering of collapsing floors across the whole block
are achieved.
Key words: ORE COLLAPSE, CUT UPRISING
VEINS, ORE PRODUCTION MANAGEMENT
Разработка и реализация проектов промоезопасности
промбезопасности
новленный портал посвященный
проблемам промышленной / безопасности
научно-технический журнал № 3-2015
22 вестник
