CC BY
73
УДК 622.235.622.8
А. И. Копытов, В. В. Першин
МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ГОРНО-ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ ПРИ ОТРАБОТКЕ ГЛУБОКИХ ГОРИЗОНТОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ОАО «ЕВРАЗРУДА»
В последнее время система этажного принудительного обрушения руды с последующим ее вибровыпуском нашла широкое применение на многих горнорудных предприятиях России и за рубежом. Большой опыт ее применения и совершенствования имеется на рудниках Горной Шории [1].
Конечной целью горнопроходческих работ на рудниках является подготовка и нарезка очистных блоков. При этом проектирование и проходка подготовительных и нарезных выработок в конструктивных элементах блока производится исходя из рациональных параметров взрывной отбойки и выпуска руды (рис.1).
Анализ показывает, что в результате внедрения данной технологии достигнуто значительное
улучшение технико-экономических показателей: снижен удельный объем подготовительнонарезных выработок на 1000 тонн с 4,8 до 2,7; производительность труда рабочего, занятого на выпуске руды, возросла более чем в 2 раза при постоянном увеличении объемов добычи руды. В то же время производительность труда на проходческих работах возросла всего на 4,5% и составила в среднем 2,71 м3 /смену. Проиллюстрировать особенности горнопроходческих работ по крепким породам можно на примере подготовки типичного очистного блока к выемке.
Горнопроходческие работы в блоке заключаются в проходке откаточных ортов 1 на расстоянии 27 м друг от друга по осям выработок (ри-
Таблица 1 - Параметры подготовительно-нарезных выработок в блоке
Наименование выработок Площадь поперечного сечения, м2 Размеры поперечного сечения, м х м, или диаметр Назначение выработок Срок службы, лет Длина выработки, м
Откаточные выработки (орты, штреки) 9,07-11 3,3x3^ Для погрузки руды из камер ВДПУ в вагонетки и транспортировки к стволу 5-10 до 300
Камеры (заходки) под питатель 3,75-3,79 1,9х2,0 Доставка рудной массы от за-ходок под дучки до орта 3-5 10-12
Заходки (ниши) под дучки 3,68-4,08 2,0к2,0 Доставка рудной массы из-под дучки на питатель 1-1,5 3,5-4
Вентиляционносмотровые и материально-ходовые 2,7-3,7 №2,0 Для вентиляционнохозяйственных целей 5-10 до 300
Дучки 2,25-4,0 №1,5 2,0х2,0 Для выпуска рудной массы и образования (разворота) воронки 1-1,5 4-5
Разрезные панели 7,3-10,1 3,0х3,0 Для улавливания руды и направления ее в нишу 1-1,5 до 20
Подсечные траншейные выработки 7,3-10,1 3,0к3,0 Для обуривания подсечки и улавливания руды 1-1,5 до 100
Разрезные восстающие 4 2x2 Для образования компенсации при разрезке подсечки 0,5-1 14-20
Вентиляционные восстающие 3-4 2x2 Для проветривания горизонта выпуска при вторичном дроблении 1,5-2 до 4
Буровые выработки с заходками 3,4-5,7 1,8x2 Для размещения пучков глубоких скважин и обуривания блока 0,5-1 от 3 до 100
Отрезной восстающий 2,5-4 2x2 Для образования отрезных щелей 0,2-0,5 45-50
Таблица 2 - Распределение объемов подготовительно-нарезных выработок в блоке
Наименование горных выработок в блоке Площадь поперечного сечения, (средняя) м2 Удельный объем на 1000 тонн
м % от общего объема
Подготовительные, в т.ч.: 0,28 11,0
откаточные орты 10,0 0,23 9,0
вентиляционные 3,4 0,045 2,0
Нарезные в т.ч.: 4,8 2,2-2,5 89,0
горизонтальные 6,4 1,8-2,0 72,0
восстающие 3,2 0,4-0,5 17,0
Всего: 2,5-2,8 100
сунок 1). Из откаточной выработки с размещением почвы на уровне 2,2 м от головки рельс через 16 м друг от друга проходят камеры под виброустановки 2, которые соединяются между собой вентиляционно-смотровой выработкой 3. Из камер под питатели проходят заходки под дучки 4. В торцевой части заходки разделывается камера 5 размерами 3x3x3 м, из которой на высоту 3-4 м до почвы горизонта подсечки поднимаются дучки 6. Последние перед началом очистных работ разделываются в воронки. Из дучек засекаются и проходятся выработки горизонта подсечки: траншейные орты 7 и разрезные панели 8. Выработки бурового горизонта 9 (буровые орты, штреки с заходками, буровые камеры) проходятся на уровне бывшего
откаточного орта и на 8-12 м выше и ниже. Горизонт подсечки и буровой горизонт соединяются между собой отрезными восстающими 10.
Максимальную протяженность (до 300 м) имеют откаточные выработки, длина нарезных выработок в пределах блока изменяется от 4 до 100 м (табл. 1).
Практика применения системы этажного принудительного обрушения с вибровыпуском руды показывает, что наибольший объем в блоке занимают нарезные выработки сечением 3-4 м2 -89,0%, из которых 72,0% составляют горизонтальные (табл. 2).
Несмотря на значительное техническое перевооружение и выполнение ряда организационно-
Таблица 3 - Площади поперечного сечения горных выработок на филиалах ОАО «Евразруда»
Наименование выработки Площадь поперечного сечения выработок, м2
Абаканский филиал Казский филиал Таштаголь ский филиал Горно-Шорский филиал
Горно-капитальные
Квершлаг 12 9,54 12,5 8-12
Штрек 12 9,54 12,5 8-12
Горно-подготовительные
Откаточный штрек 10,5 9,07 10,5-11,0 9,86
Кольцевой штрек 10,5 9,07 10,5-11,0 9,86
Выработки днища блока
Камера ВДПУ-4ТМ 3,79 3,8 3,75 3,9
Заходка под дучку 3,68 4,08 3,8 3,68
Смотровая ниша 1,5 2,53
Камера под лебедку 6,7 7,53-9,45 9,3 7,9
Камера под разворот дучки 7 4,5 5,1 7
Ходовая сбойка 3,68 2,95 3,4 2,7
Ниша под электрооборудование 2,24 3,29-4,06 3,88 4,5
Вентиляционная дучка 4 2,25 3,24 3,6
Ходок на горизонт подсечки 4 4,14 3,24 3,6
Выпускная дучка 4 2,25 3,24 2,3
Траншейный орт 7,3
Разрезная панель 8,34 10,1 6,84 7,7
Вентиляционная ходовая сбойка 3,68 2,95 3,4 2,7
Отрезной восстающий 4 3 2,83 2,5
Штрек скрепирования 3,68 5,89 5,4 5,4
Выработки бурового горизонта
Буровая выработка (заходка) 3,68-5,7 3,68 3,4 3-5,7
Буровая завивка от 2 4,24 0,81-4,37 от 1,8
Разрезная панель 8,34 10,1 8,23 7,7
Ходовая сбойка между бур. заходками (вентиляционноходовая сбойка) 3,68 2,95 3,34 2,7
технических мероприятий производительность труда на подготовительно-нарезных работах не растет.
Это вызвано тем, что увеличение глубины разработки приводит не только к увеличению объема горнопроходческих работ, проявлениям горного давления в динамической форме и усложнению проветривания горных выработок, но и к увеличению объемов крепления горных выработок. Например, на Таштагольском месторождении при глубине 410 м крепили около 15 % горизонтальных выработок. На глубине 480 м объемы крепления возросли до 53 %. При глубине свыше 690 м стали крепить практически 100 % горизонтальных горных выработок.
Аналогичная ситуация складывается и в других филиалах ОАО «Евразруда», в связи с тем, что при добыче руды преимущественно (до 85 %) применяется система этажного принудительного обрушения с вибровыпуском, при которой в общем объеме проходки горных выработок 72 % составляют горизонтальные нарезные выработки небольшого поперечного сечения и сроком эксплуатации от 0,5 до 1,5 лет (табл. 3).
В настоящее время горные работы на подземных рудниках ОАО «Евразруда» ведутся на глу-
бине 600-800 м. При этом все месторождения отнесены к склонным и опасным по горным ударам [2]. В данных условиях назначение, срок эксплуатации, площадь поперечного сечения горных выработок и их расположение в конструктивных элементах очистных блоков является основными факторами для выбора эффективной и безопасной технологии крепления.
При этом еще на стадии проектирования необходимо учитывать результаты исследований институтов ВостНИГРИ и ИГД СО РАН по геодина-мическому районированию месторождений Горной Шории и Хакассии, в которых определены гравитационно-технические поля напряжений, направления действия их максимальных значений в зоне и вне зоны и вне зоны влияния очистных работ.
Наиболее протяженные горные выработки должны быть преимущественно сориентированы в направлении наибольшего из напряжений, действующих в массиве горных пород. В условиях устойчивых пород, допускается проходка выработок без крепления. Если технологический срок службы выработок не превышает её устойчивого состояния [3].
Выбор новых, современных, безопасных, ус-
тойчивых к сейсмическим проявлениям и горным ударам систем разработки с учетом отечественного и зарубежного опыта позволит комплексно ре-
шить задачу безопасной и эффективной отработки глубоких горизонтов месторождений ОАО «Ев-разруда».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Копытов А. И. Способы и средства интенсификации горнопроходческих работ на рудниках / А. И. Копытов, А. В. Ефремов, В. В. Першин, М. А. Копытов. - Кемерово: Кузбассвузиздат, 2003 - 191 с.
2. Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях, объектах строительства подземных сооружений, склонных и опасных по горным ударам : РД 06-359-09 Госгортехнадзор России - М. : 2000 - 59 с.
3. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом : ПБ 03-553-03 / Госгортехнадзор России - М. : НП НПБО-ОТ.2003. - 200 с.
□Авторы статьи
Копытов Александр Иванович, докт. техн. наук, проф. каф. строительства подземных сооружений и шахт КузГТУ, e-mail: [email protected]
Першин Владимир Викторович, докт. техн. наук, проф. зав. каф. строительства подземных сооружений и шахт КузГТУ, тел. 8 (3842) 39-63-77
УДК 622.235
А. А. Сысоев, К. А. Голубин
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЗЕРВА ВЗОРВАННОЙ ГОРНОЙ МАССЫ ПО ВСКРЫШНЫМ ЭКСКАВАТОРНО-АВТОМОБИЛЬНЫМ КОМПЛЕКСАМ
Сумма объемов резервных частей вскрышных экскаваторных блоков представляет собой общий резерв взорванной горной массы (ВГМ) по разрезу или участку.
Предлагаемый нами технико-экономический критерий, по обоснованию резерва взорванной горной массы для группы экскаваторов, работающих в условиях взаимного влияния по фактору взрывных работ, сформулирован в [1] и заключается в минимизации совокупного ущерба от простоев оборудования при проведении взрывов и замораживания оборотных средств на создание и хранение этого резерва.
Резерв взорванной горной массы, определенный в целом по разрезу, подлежит распределению по отдельным экскаваторам. Если вскрышные экскаваторы одного типоразмера и, соответственно, имеют одинаковую производительность, то резерв взорванной горной массы для каждого из них будет одинаковым, а количественное значение объема равно объему взрываемого блока. В свою очередь разовый объем взрываемой породы будет определять частоту взрывов под отдельно взятый экскаватор.
Вместе с тем практически типоразмеры экскаваторов, находящихся во вскрышной зоне, могут существенно отличаться.
Такая ситуация имеет место, например, на разрезе «Кедровский», где в зоне взаимного влияния работают два экскаватора с емкостью ковша 28 м3 и несколько экскаваторов с ковшами 12,5 -
15 м3.
На разрезе «Талдинский» угольной компании «Кузбассразрезуголь» рядом с экскаватором с емкостью ковша около 60 м3 работают машины в 4 -5 раз меньшей производительности. Простои мощного экскаватора и смежного с ним оборудования не равноценны таким же по времени простоям экскаваторов и оборудования меньшей мощности. Именно поэтому возникает задача распределения суммарного резерва взорванной горной массы по экскаваторам различной мощности с различной производительностью. Решение ее позволит дать практические рекомендации по планированию взрывных работ при подготовке горной массы к выемке при фактически существующих на конкретном разрезе типоразмерах вскрышных экскаваторов.
Рассмотрим метод распределения общего резерва ВГМ (У,м3) на примере трех экскаваторов различной мощности с месячной производительностью Ох, 02, Оэ (м3/мес.). Необходимо установить такую частоту взрывов П\, П2, Пз (ед./мес.)
для каждого из имеющихся экскаваторов, что бы обеспечивался минимум простоев с учетом их мощности. При этом естественно должно выполняться условие равенства общего объема резерва и суммы отдельных резервных блоков:
V = Я Я + 0± (1)
П п2 п3
