CC BY
77
УДК 622.272
Пирогов Геннадий Георгиевич Gennadi Pirogov
НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ очистной ВЫЕМКИ МАЛОМОЩНЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ ЖИЛ СПЛОШНЫМ ЭТАЖНЫМ МАГАЗИНИРОВАНИЕМ РУДЫ
NEW TECHNOLOGY OF SEWAGE PIT LOW-POWER STEEP LIVED A SOLID STORY STOCKPILING OF ORE
Рассмотрены варианты последовательного совершенствования систем разработки с магазиниро-ванием руды. Предложена эффективная технология разработки на основе применения современной горной техники
Ключевые слова: блок, предлагаема технология разработки, очистная выемка, гранулированная закладка, малогабаритные самоходные машины
Variants are considered progressive improvement of systems of development with the stockpiling of ore. An efficient technology development based on application of modern mining equipment is presented in the article
Key words: block, the proposed technology development, cleaning recess, granulated tab, small-sized self-propelled machines
Разработка крутопадающих жильных месторождений преимущественно осуществляется системами разработки с ма-газинированием руды блоками [1; 2; 3; 4], имеющими ряд существенных достоинств:
1) поверхность замагазинированной руды служит рабочей платформой для бурильщиков;
2) по сравнению с системами с открытым выработанным пространством, например, сплошной, камерно-столбовой, при которых забойные рабочие находятся в блоках, являются достаточно безопасными и не требуют возведения крепи, отбитая руда до ее полного выпуска выполняет функции временного средства поддержания вмещающих пород;
3) замагазинированную руду используют для шихтовки при неравномерном распределении полезных компонентов.
Однако эти системы характеризуются низкой производительностью труда [5], не отвечающей современным требованиям общества и производственно-хозяйственной
деятельности горных предприятий в рыночных условиях, т.к. на первое место выходят конкурентоспособность и финансовоэкономическая устойчивость предприятия. Для достижения устойчивых экономических показателей производительность труда при подземной разработке маломощных жил необходимо повысить в два — три раза. На основании выполненного анализа практики отработки жил системами с магазини-рованием руды на отечественных рудниках установлены следующие основные причины низкой производительности труда:
1) блоковая подготовка ограничивает фронт очистной выемки до 30...50 м, что не позволяет эффективно применять высокопроизводительные машины и механизмы;
2) доля ручного труда при отработке блоков достигает 50 % вследствие проходки блоковых восстающих обычным способом и применения переносного бурового оборудования на очистных работах.
После полного выпуска замагазинированной руды из блоков появляется откры-
тое выработанное пространство; площадь подработки вмещающих пород достигает значительных величии, т.к. указанной системой осуществляют последовательную выемку нескольких этажей. В результате напряжения в краевых частях рудного массива могут достигать критических значений. Следует отметить, что большая часть запасов крутопадающих жил на отечественных рудниках извлекается в настоящее время на глубине 600...700 м [5], что в сочетании с большими площадями подработки пород является определяющим фактором существенного повышения горного давления и проявлений горных ударов.
Система разработки с магазиниро-ванием руды блоками и мелкошпуровой отбойкой применяется с 30-х гг. XX в. В процессе ее эволюционного развития последовательно появились несколько основных вариантов.
Вариант с люковой погрузкой. Достоинствами являются попутное извлечение полезных компонентов при проведении рудных штреков, относительно небольшой объем подготовительно-нарезныхработ. Отгрузка рудной массы производится из погрузочных люков непосредственно в шахтные вагонетки. Выпускные выработки — дучки проходят в нижней части блока или устраивают выпускные погрузочные устройства в штреко-блоковой крепи. Недостатки проявляются в потерях руды в целиках днища, или в межлюковых пространствах, низкой производительности выпуска из погрузочных люков вследствие пробкования при появлении негабаритов. Ликвидацию пробок, как правило, осуществляют с применением взрывчатых веществ, что отрицательно сказывается на состоянии погрузочных устройств.
Вариант с погрузкой рудной массы погрузочными машинами типа ППН в шахтные вагонетки способствует снижению потерь, повышению производительности и безопасности выпуска и погрузки руды. Сокращается доля ручного труда за счет механизации погрузки. Отработку запасов блока осуществляют от уровня откаточного горизонта.
К недостаткам второго варианта следует отнести малоэффективную работу шахтного транспорта, т.к. локомотивный состав стоит под погрузкой достаточно продолжительное время, операции перемещения колесно-рельсовых машин ППН из одной погрузочной камеры в другую, возрастает объем подготовительных работ вследствие проходки погрузочных камер. Подготовительные выработки размещают в породах.
Вариант системы разработки с ма-газинированием руды блоками и применением самоходных погрузочно-транспортных машин является современным, т.к. в его основу положено применение на доставке руды самоходных машин на пнев-моколесном ходу - ковшовых ПТМ в комплексе с автосамосвалами. Подготовительные работы включают проходку полевого транспортного штрека и погрузочных заездов.
Во всех рассмотренных вариантах системы с магазинированием руды блоками совершенствования в основном касаются выпуска и доставки руды на базе применения более современных технических средств. Доля ручного труда остается достаточно высокой, в пределах 40...50 %: бурение шпуров осуществляют телескопными перфораторами, масса которых составляет 40...50 кг, проходку восстающих, как правило, производят обычным способом. Таким образом, дальнейшее совершенствование системы следует направить на разработку ее конструкции, позволяющей применять высокопроизводительную самоходную технику на всех процессах очистной выемки, а следовательно, существенно повысить эффективность горных работ на крутопадающих жилах.
В последнее десятилетие ведущие фирмы ряда стран, в частности, Швеции, Финляндии, Франции производят малогабаритные самоходные машины для выполнения основных и вспомогательных производственных процессов очистной выемки. Попытки создания технологии разработки жильных месторождений на базе использования самоходного малогабаритного оборудования предпринимались в начале 80-х гг. ХХстолетия [6].
Предлагаемая нами технология разработки крутопадающих маломощных жил на основе применения комплекса самоходных машин включает выемку запасов этажа горизонтальными слоями снизу вверх без деления на выемочные блоки, сплошное магазинирование руды на всю длину жилы на этаже или на значительную ее часть, выпуск излишка руды через погрузочные заезды в нижней части запасов, заезд самоходного технологического оборудования в отбиваемый слой посредством наклонного диагонального съезда.
В комплекс самоходного технологического оборудования включают самоходную бурильную установку для бурения шпуров, кровлеоборочную самоходную машину для оборки заколов с обнаженной поверхности рудного забоя, зарядную машину, ковшовую погрузочно-транспортную машину и совместимый с ней автосамосвал для транс-
А-А
портирования руды.
На рис. 1, 2, 3 представлены конструктивные элементы предлагаемой технологии разработки в проекциях рудного тела:
1 — взрывные шпуры;
2 — самоходная бурильная установка;
3 — наклонный съезд;
4 — вентиляционный штрек;
5 — заезды на отбиваемые слои;
6— вентиляционные восстающие;
7 — погрузочные заезды;
8 — полевой транспортно-вентиляционный штрек;
9 — полевой транспортный штрек;
10 — автосамосвал;
11 - ПТМ;
12 — орт-заезд;
13 — пункт загрузки автосамосвалов погрузочно-транспортными машинами (ПТМ).
Рис. 1. Схема системы разработки сплошным этажным магазинированием руды во фронтальной проекции
Технологию разработки осуществляют следующим образом. Для выемки запасов проходят вентиляционный штрек, вентиляционные восстающие через 150...200 м для отвода загрязненного воздуха из очистного забоя, полевой транспортно-вентиляционный штрек 8 и полевой транспортный
штрек. Из штрека к рудному телу иод углом 60° проходят погрузочные заезды. Для подачи свежего воздуха в свободное пространство очистного забоя (движение свежего воздуха на рис. 1 показано стрелками) проходят орт-заезд.
В - в
Рис. 2. Схема системы разработки сплошным этажным магазинированием руды в проекции по простиранию
Для загрузки автосамосвалов погрузочно-транспортными машинами транспортный и транспортно-вентиляционный штреки сбивают между собой, образуя загрузочный пункт, высота кровли которого соответствует высоте разгрузки ковша ПТМ в кузов автосамосвала с учетом зазора. Заезд самоходного технологического оборудования в отбиваемые слои осуществляют из
наклонного съезда через заезды.
Выемку руды начинают с выемки первого подсечного слоя высотой 3,5...4,5 м от уровня транспортного горизонта и далее осуществляют горизонтальными слоями толщиной 2,5...3 м от фланга рудного тела. Бурение взрывных шпуров проводят самоходными бурильными установками 2.
Б - Б
Рис. 3. Схема системы разработки сплошным этажным магазинированием руды в проекции вкрест простирания
Очистной забой по простиранию может быть в одной горизонтальной плоскости (в одну сплошную линию) или делят на участки (уступы) длиной 150...200 м с целью создания благоприятных условий для организации очистной выемки. С целью создания иод очистным забоем свободного пространства высотой 2,5...3,0 м для размещения и передвижения по поверхности замагазинированной руды технологического оборудования — самоходной бурильной установки, кровлеоборочной и зарядной машин — осуществляют выпуск 30...35 % отбитой руды. Для облегчения передвижения машин по поверхности отбитой руды снижают давление воздуха в шинах. После полной отбойки запасов осуществляют выпуск оставшейся в выработанном пространстве отбитой руды.
В период отбойки запасов замагазини-рованная руда является средством поддержания выработанного пространства. После полного выпуска возникает значительная площадь обнажения пород висячего бока. С целью снижения предельных напряжений в краевых частях рудного массива предлага-
ем заполнять открытое выработанное пространство гранулированной закладочной смесью из хвостов обогащения [7; 8].
Применением предлагаемой технологии разработки маломощных крутопадающих рудных тел достигается повышение производительности труда на очистной выемке в два — три раза за счет применения высокопроизводительного самоходного технологического оборудования и снижение на 20...30% эксплуатационныхзатрат.
Условия применения предлагаемой технологии: крепкие, устойчивые руды, не склонные к слеживанию и самовозгоранию, вмещающие породы устойчивые, угол падения свыше 50°, мощность жил 1,5...3,0 м, глубина ведения очистных работ до 600 м. Технология гибкая, позволяет при изменении горнотехнических условий переходить к другим способам разработки.
Для руд, склонных к слеживанию и самовозгоранию, нами предложена технология разработки слабонаклонными слоями с закладкой выработанного пространства также на основе применения малогабарит-нойсамоходнойгорнойтехники [9; 10].
Литература
1. Ляхов А.И. Технология разработки жильныхместорождений. — М.: Недра, 1984. — 240 с.
2. Назарчик А.Ф., Олейников В.А., Богданов Г.И. Разработка жильных месторождений. — М.: Недра, 1977. - 189 с.
3. Рафиенко Д.И. Системы с магазинированием руды при разработке жильных месторожде-ний.-М.: Недра, 1967. - 191 с.
4. Мамсуров Л.А., Рафиенко Д.Н., Панфилов Е.Н. Научные основы совершенствования технологииразработкижильныхместорождений. —М.: Наука, 1974. — 187 с.
5. Рафиенко Д.И., Назарчик А.Ф., Галченко Ю.П., Мамсуров Л.А. Совершенствование раз-работкижильныхместорождений. — М.: Наука, 1986. — 216 с.
6. Мамсуров Л.А., Никуличев В.И., Кузьмин М.И., Гаврилина Л.Б. Создание эффективной технологии разработки жильных месторождений с применением самоходного малогабаритного оборудования. — В кн.: Исследование параметров и показателей эффективной разработки жильныхместорождений. — М.: Ин-тпробл. комплекс. освоениянедрАН СССР, 1983. — С. 37-55.
7. Пакулов В.В., Пирогов Г.Г. Рациональные закладочные смеси на основе хвостов обогащения // Вестник Читинского государственного университета. — Чита: ЧитГУ, 2004. — № 33. — С. 131-134.
8. Пирогов Г.Г., Пакулов В.В. Обоснование новой технологии разработки маломощных крутопадающих жил // Вестник Читинского государственного университета. — Чита: ЧитГУ, 2010. — №5(62). — С. 106-110.
9. Пат. 2371579 Российская Федерация, МПК Е21С41/16, Е 21 Г 15/00. Способ разработ-
ки маломощных крутопадающихжил / Г.Г. Пирогов, В.В. Пакулов; заявл. 21.05.2008 г.; опубл. 27.10.2009 г. Бюл. №30.-5с.
10. Пирогов Г.Г., Пакулов В.В. Экономическая оценка новой технологии разработки маломощных крутопадающих жил // Вестник Читинского государственного университета. — Чита: ЧитГУ, 2009. -№6(57).-С. 45-48.
Коротко об авторе__________________________________________Briefly about the author
Пирогов Г.Г., д-р техн. наук, профессор, Забай- G. Pirogov, Doctor of Engineering sciences, professor,
кальский государственный университет (ЗабГУ) Zabaikalsky State University
Служ. тел.: (3022) 32-29-25
Научные интересы: научное обоснование и со- Scientific interests: scientific substantiation and cre-
здание новых технологий разработки рудных место- ation of new technologies of mining of ore deposits
рождений
