Изменение потерь и разубоживания от вида подготовки камеры в сложных горно-геологических условиях

Замосковцева Г.Д.; Сараскин А.В.; Мананов Р.Ш.

СЕМИНАР 1

ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 98" МОСКВА, МГГУ, 2.02.9S - 6.02.9S

Г.Д. Замосковцева,

МГГМА им. Носова

А.В. Сараскин, Р.Ш. Мананов,

ИЗМЕНЕНИЕ ПОТЕРЬ И РАЗУБОЖИВАНИЯ ОТ ВИПА ПОДГОТОВКИ КАМЕРЫ В СЛОЖНЫХ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

От конструкции днища во многом зависит технико-экономические показатели по системе разработки и безопасность ведения горных работ. Применение днищ с минимальным объемом подготовительных и нарезных работ, с высоким уровнем механизации проведения выработок, уменьшение потерь отбитой и не отбитой руды обеспечат дальнейшее повышение эффективности системы разработки.

Проведенные исследования на Октябрьском руднике (Башкортостан) показали, что условия залегания, морфология рудного тела №1, богатое содержание полезного компонента, а так же анализ существующих способов отработки обуславливает целесообразность выемки залежи системами с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями.

При отработке месторождения камерными системами возможна подготовка днища: 1 - Воронками с применением переносного оборудования при одностороннем и двухстороннем выпуске; 2 — Воронками и траншеями с примене-

Поэтому для существующих горно-геологических условий были рекомендованы следующие параметры камер: длина - 50 м, ширина 14,5 м, высота на всю мощность рудного тела.

Таким образом, высота над штрекового целика при ширине камеры 14,5 м. и угле наклона образующей воронки 50° составит: а) для одностороннего выпуска -8,5м; б) для двухстороннего выпуска - 4 м. Диаметр воронок соответственно: 14,5 и 7,25 м.

Аналогичным образом получали величину надштрекового целика при самоходном оборудовании - 9 м, расстояние между выпускными отверстиями - 11 м. и высота воронки 12,5 м. При траншейной подсечке величина надштре-кового целика составит: а) для переносного оборудования - 8 м; б) для самоходного оборудования -10,5м (рис. 1). Расстояние между погрузочными заездами 7 и 11 метров соответственно.

С целью определения величины потерь и разубоживания, для рассматриваемых вариантов от вели-

і2 =

работок в рудное тело, в первую очередь определили объем руды подсекаемый воронкой при вертикальном заглублении днища равном 0 (рис. 2).

Для этого из косоугольного треугольника АВ по двум углам <а и <р и стороне АВ = 2R рассчитываем длину граничной линии руда-порода то есть св = l2

2Rsin в (1)

sin(a + в)

Затем находим высоту (h) наклонного конуса CBD' с основанием O] из прямоугольного треугольника ACBD

, , . 2Rsin в sin а

h = l2sina---------------- (2)

sin(a + в)

Для усеченного конуса CABD' с основаниями O и O} определяем радиус r

_ h 2R sin а cos в (3)

г = R------= R----------------— У-’)

tgP sin(a + p)

Зная h и т рассчитываем объем наклонного конуса BCD'

Таблица

Подготовка днища При применении переносного оборудования При применении самоходного оборудования

воронки с односторонним выпуском воронки с двухсторонним выпуском воронки траншеи

потери Разубо- живание потери Разубо- живание потери Разубо- живание потери Разубо- жи-вание

П,% Р,% П,% Р,% П,% Р,% П,% Р,%

Полевая 0 7,2 0,22 4 15 7,9 0 15,5

Заглубленная на 0,74 6 0,8 3,8 3,2 7,2 0,9 12,3

1/3 часть воронки

Заглубленная на 1/2 2.5 4.8 1.6 3,5 8.4 6,2 7.4 11,2

часть воронки

Рудная 8 0 4 3 15,1 4,3 16,7 9,4

нием самоходного оборудования. | чины заглубления выпускных вы-

4 і 1999

217

с) Ъ)

Рис. 1. Конструкция днищ блоков для переносного оборудования, где: а -подсечка основания блоков воронками; б - подсечка основания блоков траншеями: 7-скреперная выемка.

01---------------------------------------------------------------------------1

1 2 3 4 5 6 7

Высоте заглубления, м

Рис. 5. Зависимость потерь и разубоживания от величины заглубления траншей, где: • • • - потери руды, * *

* - разубоживание руды.

В

1 23456789 10 11

Высота заглубления, м

Рис. 3. Зависимость потерь и разубоживания от величины заглубления воронок днища (при использовании переносного оборудования) где:

ААА - потери руды при одностороннем выпуске,

••• - потери руды при двухстороннем выпуск,

* * * - разубоживание руды при одностороннем выпуске, -

разубоживание руды при двухстороннем выпуске,

2 1 5 6

Высота заглубления, м

Рис. 4. 3ависимость потерь и разубоживания от величины заглубления воронок днища (при использовании самоходного оборудования) где: •••- потери руды, * * * - разубоживание руды.

^.к.= уЬгП (4)

Отсюда объем руды подсекаемый воронкой определится по формуле:

Ьп 2 2 тч , Ьп 2 (5)

p -у.к. V,.K. = —(R2 + г2 + Rr) з г2 =

3

(R2 + Rr)

4R sin a sin в

илиУр =-----------------------

p 3 sin(a + в)

sin a sin в

вт(а + в)

При заглублении воронки на величину к объем руды будет равен V р = V + V

Но в данном случае при расчете Ур вместо Я необходимо ввести г, а вместо г -г’, величина которого рассчитывается для соответствующего к по формуле (3). Объем породы определяется по формуле

V = V - Vp (7)

Потери руды при проходке выработок

V N

П = ^р—100,% (8)

Б

где N - число воронок, пройденных по контакту с породой, шт.; Б -погашаемые запасы камеры, м3; Разубоживание определяется

Р =------Vn-------100,% (9)

Б - VpN + Vnn

где n - число воронок, пройденных по породе.

Результаты расчетов приведены в таблице.

Величина потерь и разубожи-

вания в зависимости от вида подготовки камеры.

По данным таблицы строим графики потерь и разубоживания руды в зависимости от вида подготовки камеры при заглублении выпускной выработки на ту или иную величину в рудное тело рис. (3-6).

А.С. Черныш, БГТАСМ

ри разработке месторождений

снятию эффекта гидростатическо-

полезных ископаемых со сложными гидрогеологическими условиями часто возникает необходимость проведения мероприятий по водопонижению. Снижение гидростатических напоров в водоносных горизонтах приводит к

го взвешивания пород и соответствующему увеличению напряжений в скелете породы. При этом вследствие развития процессов депрессионной консолидации формируется зона деформаций пород и земной поверхности.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ДЕПРЕССИ-ОННЫХ

ДЕФОРМАЦИЙ ТОЛЩИ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

Так например, на Южно-Белозерском железорудном месторождении в результате снижения напоров в бучакском и руднокристаллическом водоносных горизонтах, соответственно на 160 и 300 м, произошли значительные деформации пород осадочной толщи, суммарная осадка пластов составила более 2,5 м, оказавшиеся в этой зоне горнотехнические сооружения также претерпели значительные деформации, например серьёзные нарушения получили крепи шахтных стволов и подземных сооружений. Наряду с вертикальными, в массиве произошли и значительные горизонтальные деформации, отмечалось

Рис. 2. Распределение соотношений горизонтальных деформаций к вертикальным

в глинистом слое модели:

7. На отметке 0,25 Н; 2. На отметке 0,5Н; 3. На отметке 0,75 Н; Н - толщина глинистого слоя, Х - расстояние от оси депрессионной воронки

отклонение отдельных участков шахтных стволов от вертикали более чем на 400 мм.

Одной из главных причин тако-

глина 2 (рис. 1) обладающая свойствами значительно изменять объем при изменении влажности, водоносные слои 1 представлены

а - фактическое в - расчетное Н - мощность толщи осадочных пород

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рис. 3. Распределение соотношений V в толще осадочных пород

горизонтальных деформаций к вертикальным Южно-Белозерского месторождения

го положения является то, что действительное поведение пород при водоотборе существенно отличается от схематизированных представлений, хотя во многих случаях такая схематизация дает приемлемые для практических расчетов результатов.

При отсутствии достаточных представлений о механизме деформирования пород при водоотборе необходимым этапом является изучение поведения самой среды (материала) в заданных условиях. Задача здесь сводится к воспроизведению физических процессов с целью обнаружения его качественного механизма и фиксированию признаков и параметров его проявления. В такой ситуации эффективными оказываются методы физического моделирования. Из существующего многообразия различных видов физических моделей, для исследований приняты плоские модели из натурного материала (глины). Для оценки параметров проявления механизма деформирования использовались относительные величины: соотношение вертикальных и горизонтальных деформаций.

Исследования проводились на плоском стенде размерами 175х40х15 см, в качестве моделируемого материала использовалась мелкоразмолотая гончарная

крупнозернистым песком. Положение уровня воды фиксировалось по пьезометрам, для поддержания постоянного положения депрессионной воронки, с торцевых стенок модели подавалась вода. Перемещение точек фиксировалось с применением метода фотофиксации и метода шкаловых микроскопов, для чего в боковую поверхность глинистых и песчаных слоев закладывали систему марок. Моделирование проводилось в три этапа. Цель эксперимента - выявление качественной картины распределения вертикальных и особенно горизонтальных деформаций в осушаемом массиве горных пород.

На первом этапе модель, после её изготовления, заполнялась водой и выдерживалась в таком состоянии 48 часов, до прекращения деформаций.

На втором этапе осуществлялся выпуск воды через отверстие 3 и гидростатические уровни снижались с положения 1-1 до положения 11-11. В таком состоянии модель выдерживалась до стабилизации деформаций.

На третьем этапе моделирования производился полный дренаж модели, депрессионная воронка принимала вид Ш-Ш.

В результате проведения экспериментов (испытано 6 моделей)

были получены следующие результаты:

1. Распределение вертикальных деформаций качественно не отличается от полученных ранее многими исследователями. Поэтому распределение этих деформаций не анализируется.

2. В центре мульды сдвижение формируется зона нулевых горизонтальных деформаций.

3. Вектор перемещений точек массива ориентирован к центру мульды сдвижения.

Графики распределения соотношений вертикальных и горизонтальных деформаций по простиранию пласта представлены на рис. 2

Полученные графики распределения соотношений горизонтальных и вертикальных деформаций достаточно удовлетворительно аппроксимированы уравнением

V = ь»12

Не

где: V - соотношение горизонтальных и вертикальных деформаций. X, Н - соответственно горизонтальные и вертикальные координаты исследуемой точки массива относительно центра депрес-сионной воронки. Используя данные натурных наблюдений за деформациями крепи Южного вентиляционного ствола, находящегося в зоне активных сдвижений поля деформаций, сформировавшегося на Южно-Белозерском месторождении железных руд, были сопоставлены результаты натурных наблюдений с расчетными соотношениями (рис. 3), полученными с использованием формулы (1). При расчете соотношений применительно к условиям Юж-но-Белозерского месторождения использовался коэффициент геометрического подобия.

Как видно из рис. 3 сходимость расчетных и натурных данных удовлетворительная. Однако применение эмпирической формулы (1) ограничивается массивами, сложенными глинистыми породами.

Выводы

Полученные результаты исследований депрессионных де-

формаций толщи осадочных пород могут быть использованы на

стадии проектирования для определения мест заложения шахтных

стволов.

217

Файл: МАНАНОВ

Каталог: в:\С диска по работе в универе\01ЛВ_99\01ЛВ4_99\Все

Шаблон: С:\и8еге\Таня\АррБа1а\Коат^\Мюго80Й\ШаблоныШогтаЫо1т

Заголовок: Изменение потерь и разубоживания от вида подготовки камеры в сложных

горно-геологических условиях Содержание:

Автор: Гитис Л.Х.

Ключевые слова:

Заметки:

Дата создания:

Число сохранений:

Дата сохранения:

Сохранил:

Полное время правки:

Дата печати:

При последней печати страниц: слов:

знаков:

09.06.1999 15:40:00 6

17.06.1999 12:48:00 Гитис Л.Х.

33 мин.

14.12.2008 20:28:00 5

1 647 (прибл.)

9 390 (прибл.)

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Замосковцева Г. Д., Сараскин А. В., Мананов Р. Ш.

Текст научной работы на тему «Изменение потерь и разубоживания от вида подготовки камеры в сложных горно-геологических условиях»