CC BY
31
----------------------------------------- © В.А. Осинцев, В.М. Беркович,
Ю.В. Анохин, 2005
УДК 622.272.002.2
В.А. Осинцев, В.М. Беркович, Ю.В. Анохин
СОЗДАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДОРАБОТКИ ЗАКОНТУРНЫХ ЗАПАСОВ С КРЕПЛЕНИЕМ БОРТОВ
Семинар № 13
ТУ последнее время наметилась тен-
Х^денция добычу полезного ископаемого при отработке законтурных запасов, оставшихся после погашения горных работ в карьере, использовать технологию открытых горных работ с крутыми нерабочими бортами.
При этом встают две главные проблемы. Первая - как производить выемку рудной массы внутри колодца и как выдавать ее на поверхностей, и вторая - как добиться устойчивости крутых откосов бортов карьера.
По первой проблеме готовые решения имеются. Прежде всего производить не массовые взрывы, а работать малыми уступами и в качестве погрузочных средств использовать экскаваторы небольшой мощности. Далее - выемка и доставка отбитой горной массы. Тут можно использовать контейнера с лифтовым подъемником или самоходную технику с доставкой по подготовительным выработкам.
Для решения второй проблемы нами предложен способ (а.с.№1745931), в котором для поддержания нерабочих бортов карьера служат отработанные в опережающем порядке подземные камеры, заложенные твердеющей закладкой. Они могут, в зависимости от условий устойчивости откосов, быть вертикальными или наклонными под углом 60-80 градусов [1].
Способ возведения крепления бортов карьера осуществляется следующим образом. По данным геологической разведки определяют контур рудной зоны ниже дна карьера. За контуром этой зоны сверху
вниз проходят спиральную выработку с уклоном, позволяющим использовать самоходное оборудование. Параллельно спиральной выработке формируют по контуру зоны разработки выработанное пространство для сооружения опережающей крепи путем последовательной отработки камер первой и второй очередей. Для этого из спиральной выработки проходят буровыпускную выработку, из которой разбуривают и взрывают камерные запасы. Отбитую горную массу самоходным оборудованием вывозят по спиральной выработке на поверхность. После завершения выпуска и зачистки почвы отработанных камер выработанное пространство закладывают твердеющей смесью. Камеры второй очереди отрабатывают после набора твердеющей закладкой нормативной прочности. Вентиляцию осуществляют по нагнетательной схеме с подачей воздушной струи по вентиляционным скважинам. После сооружения одного витка крепи приступают к выемке запасов внутри колодца открытым способом. В результате исследований создан аппарат расчетных формул для определения типа и параметров возводимой крепи откоса с учетом физико-меха-нических свойств вмещающих пород.
Для укрепления ослабленных тектоническими нарушениями пород, которые пересекает возводимая крепь (рис. 1), предложено использовать длинные канатные анкеры, которые вводили в пробуренные скважины и заполняли их вяжущим раствором (а. с. № 1199000).
Рис. 1. Технология возведения кольцевой крепи:
1 - камеры первой очереди; 2 - камеры второй очереди; 3 - спиральный съезд; 4 - буровыпускные выработки; 5 - отбойные скважины; 6 - укрепляющие анкера
торый вводили в пробуренные скважины и заполняли их цементным материалом.
Испытания показали надежность и экономичность этого способа укрепления массива горных пород:
Этот способ укрепления испытан на Миндякском руднике при отработке меж-дукамерного целика №4 [2]. Целик находился на южном фланге линзообразного рудного тела и разделял очистные блоки №1 и №2-3, причем блок №1 был пустой, а блок № 2—3 заполнен хвостами обогащения. Целик обрушался массовым взрывом на пустоту камеры блока № 1.
Чтобы предотвратить разубоживание отбитой руды, которое могло произойти от проникновения закладочного материала из блока № 2—3, оставленную рудную корку толщиной 3,0 м упрочнили металлической арматурой, для чего в рудной корке пробурили три веера нисходящих скважин диаметром 100 мм (рис. 2). В качестве укрепляющей арматуры использовали стальной трос диаметром 31 мм, ко-
Объем подготовительно - 0,178 м3 / м3
нарезных работ
Удельный расход ВВ 2,2 кг/м3
Расход материалов на 1 т
добытой руды при укреп-
лении рудной корки
канат 0,0166 м/т
цемент 0,170 кг/т
хлористый кальций 0,0021 кг/т
Потери руды 18,3 %
в т. ч. в рудной корке 15,4 %
в днище блока 2,9 %
Разубоживание руды 11,4 %
Для испытаний новой технологии на Березовском руднике были выбраны блоки 89, 90 в районе совместного залегания даек Перво- и Второ-Пав-ловской. Суммарная мощность этих даек 18—20 м. Угол падения колеблется от 70 до 60°. Вмещающие породы, представленные
Рис. 2. Укрепление рудной корки длинными канатными анкерами
трещиноватыми и рассланцованными туфами порфиритов, листвинизированными на контактах с материалом даек, склонны к самообрушению и интенсивному зако-лообразованию; коэффициент крепости по шкале проф. М.М. Протодьяконова 8—9. Сланцеватость во вмещающих породах пологая (10—16°).
В этаже 212—187 м по дайкам прослеживается тектоническое нарушение мощностью от 0,3 до 0,5 м, угол его падения 300. От зоны разлома, заложенной глинистым и обломочным материалом, отходят оперяющие трещины, создающие зону ослабленных пород, ширина которой 4—5 м в каждую сторону от разлома. Выше зоны разлома руды и породы достаточно устойчивы. Для укрепления зон тектонических нарушений на буровом горизонте 193 м на
расстоянии 3 м от контакта рудного тела с породой проходили орты и устанавливали там буровые станки НКР-100 м (рис. 3). В 2 м от контакта вмещающие породы обу-ривали веерами скважин. В скважины вводили арматуру (трос диаметром 31 мм) и заливали цементным раствором с водоцементным отношением 0,5. Для ускорения схватывания в раствор добавляли хлористый кальций (3 % от веса воды). Выход цементного камня составил 96—98%, предел прочности его на сжатие 20,0, на разрыв 1,6 МПа.
Руду в очистной камере отбивали с помощью глубоких скважин, выпускали через плоское днище и доставляли к рудоспуску погрузочно-транспортной самоходной машиной СТ-2Б.
Рис. 3. Предварительное укрепление нарушенной зоны вмещающих пород
В ходе опытных работ добыто 11,8 тыс. т руды; производительность труда забойного рабочего при этом составила 5,8 м3/чел.-см.
Применение камерной системы разработки с предварительным укреплением неустойчивых вмещающих пород позволило снизить потери руды до 25 % (против планируемых 50 %}, за счет чего получить экономический эффект 2,4 руб. на 1 т добытой руды.
1. Яковлев В.Л., Беркович В.М. и др. Проблемы отработки месторождений в зоне заповедника // Горный журнал. - 1996. - № 9 - 10, с.69 -71.
2. Шведов А.П., Беркович В.М. и др. Отработка рудных тел с предварительным укреплени-
Проведенные исследования по применению нового открыто - подземного способа разработки с анкерным креплением трещиноватых участков вмещающих пород показали, что такая технология позволяет снизить затраты на добычу полезных ископаемых и сократить ущерб, наносимый горными работами окружающей среде.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ем неустойчивых вмещающих пород / Сб. науч. тр. Изыскание эффективных технологий добычи руд цветных металлов./ Свердловск, изд. «Унипромедь», 1985, с.100.
— Коротко об авторах ----------------------------------------------------------------------
Осинцев В.А. - кандидат технических наук, заведующий кафедрой «Разработка рудных месторождений»,
Беркович В.М. - кандидат технических наук, доцент,
Анохин Ю.В. - аспирант кафедры «Разработка рудных месторождений»,
Уральский государственный горный университет.
------------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
УДАРАТИН Алексей Валентинович Повышение уровня пожарной безопасности на объектах нефтегазового комплекса с применением разработанного датчика метана 05.26.03 к.т.н.
ЮРОВ Александр Александрович Обоснование параметров и порядка очистной выемки с учетом неравномерного распределения полезного компонента по мощности рудной залежи 25.00.22 к.т.н.
