CC BY
90
УДК 622.272
Э.И.БОГУСЛАВСКИЙ, д-р техн. наук, профессор, bogusl@spmi.ru М.Н.АНДРЕЕВ, канд. техн. наук, ассистент, andreev@spmi.ru Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», Санкт-Петербург
E.I.BOGUSLAVSKIY, Dr. in eng. sc., professor, bogusl@spmi.ru M.N.ANDREYEV, PhD in eng. sc., assistant lecturer, andreev@spmi.ru National Mineral Resources University (Mining University), Saint Petersburg
ТЕХНОЛОГИЯ ЧАСТИЧНОЙ ОТРАБОТКИ МЕЖДУКАМЕРНЫХ ЦЕЛИКОВ ПРИ ЭТАЖНО-КАМЕРНОЙ СИСТЕМЕ РАЗРАБОТКИ КОРОБКОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ КУРСКОЙ МАГНИТНОЙ АНОМАЛИИ
Статья посвящена выбору оптимальной технологии выемки части запасов междукамерных целиков при этажно-камерной системе разработки Коробковского месторождения Курской магнитной анамалии.
В целях выбора системы разработки для выемки части запаса междукамерного целика и определения ее параметров и показателей авторами были проведены расчеты и сравнение технико-экономических параметров двух предложенных технологий выемки: горизонтальными слоями с закладкой в восходящем порядке с применением переносного оборудования и горизонтальными слоями с закладкой в восходящем порядке с проходкой автоуклонов в межпанельных целиках.
Ключевые слова: Коробковское месторождение, железистые кварциты, геологические и гидрогеологические условия, физико-механические свойства пород, порядок отработки месторождения, система разработки, отработка целиков, закладка.
INTERCHAMBER PILLARS PARTIAL WORKING OFF TECHNOLOGY AT THE FLOOR-AND-CHAMBER SYSTEM OF DEVELOPMENT OF THE KOROBKOVSKY DEPOSIT OF KMA
Article is devoted to a choice of rational technology of mining of part of stocks intercham-ber pillars at floor-and-chamber system of development of the Korobkovsky deposit of KMA.
Authors carried out calculations and comparison of technical and economic parameters of two offered technologies of mining: horizontal layers with a stowing in an ascending order with application of a portable equipment and horizontal layers with a stowing in an ascending order with a driving of autobiases in interpanel pillars. For a choice of method of development for mining of part of interchamber pillar and determination of its parameters and indicators.
Key words: Korobkovsky deposit, ferruterous quartzites, geological and hydrogeological conditions, physic mechanical properties of breeds, method of working off of a deposit, development system, stowing working off, stowing.
Коробковское железорудное месторождение расположено на территории Осколь-ского рудного района Курской магнитной аномалии (КМА). Административно месторождение находится в Губкинском районе Белгородской области. В результате работы
12 _
шахты и соседствующих карьеров рельеф местности осложнен специфическими техногенными образованиями. ^гласно СНиП П-7-81 район относится к сейсмически активным. В настоящее время на шахте им.Губкина в отработку вовлечены сле-
дующие залежи Коробковского месторождения: Стретенская, Юго-Восточная, Западная, Юго-Западная.
Месторождение вскрыто шестью вертикальными стволами, горные работы ведутся в одном эксплуатационном этаже, ограниченном по вертикали вентиляционно-буровым (-71 м) и откаточным (-125 м) горизонтами. Отработка осуществляется этажно-камерной системой, камеры имеют различные размеры и конфигурацию. Поддержание очистного пространства осуществляется системой вертикальных междупанельных и междукамерных целиков при обязательном сохранении горизонтального предохранительного потолочного целика из неокисленных кварцитов (мощностью не менее 70 м) под обводненными и плывунными породами. Потолочный целик в сочетании с опорными целиками исключает проседания земной поверхности и нарушения водоносных горизонтов.
Целесообразность применения этажно-камерной системы разработки при выемке запасов нижнего этажа в отм. -125/-250 м
доказана исследованиями Горного института Кольского научного центра РАН и Национального минерально-сырьевого университета «Горный». С позиций геомеханики и экономики это наиболее подходящее, если не единственное решение, при этом должны соблюдаться следующие условия: выемка запасов этажа в отм. -125/-250 м должна производиться с поддержанием налегающего массива системой вертикальных целиков, повторяющих конфигурацию целиков верхнего этажа и располагаемых с ними соосно; целики верхнего и нижнего этажей должны разделяться горизонтальным междуэтажным целиком мощностью 30 м, кроме того, будет проводиться частичная закладка отработанных камер отходами обогащения.
Негативным фактором такого способа поддержания массива в устойчивом состоянии является большая площадь (до 60 % площади месторождения), занятая целиками. Это определяет низкий коэффициент извлечения запасов на данном этапе их отработки и необходимость разработки способа снижения потерь руды в целиках.
Рис. 1. Схема частичной отработки междукамерного целика
1 - очистная камера; 2 - междукамерный целик; 3 - горизонтальные слои упрочненной закладки; 4 - тросовые или прутковые железобетонные (полимерные) штанги; 5 - отрабатываемые запасы междукамерного целика
Для выемки части запасов междукамерных целиков предлагается применять систему разработки горизонтальными слоями с твердеющей закладкой и тросовыми штангами-стяжками (рис.1).
В целях выбора конкретной системы разработки для выемки части запаса междукамерного целика и определения ее параметров и показателей авторами были проведены расчеты и сравнение технико-экономических параметров двух предложенных технологий выемки: 1) горизонтальными слоями с закладкой в восходящем порядке с применением переносного оборудования (в числителе) и 2) горизонтальными слоями с закладкой в восходящем порядке с проходкой автоуклонов в межпанельных целиках (в знаменателе):
Среднесуточная производительность слоя, т/сутки 155,29/450,2 Среднесуточная производительность слоев по очистным работам, т/сутки 3475,7/4468,75 Количество слоев в одновременной работе, шт. 58/20 Коэффициент извлечения руды из блока (целика), % 35,63/45,86 Удельный объем подготовительно-нарезных работ, м3/1000 т 21,4/51,3 Производительность труда бурильщика, т/смену 345,3/2116,5 Производительность труда рабочего на доставке, т/смену 55,3/158,2 Себестоимость добычи, руб./т 1071,40/765,25
Сущность первого варианта системы разработки (рис.2) заключается в отработке центральной части целика слоями высотой 3,5 м в восходящем порядке с применением переносного (разборного) бурового и доста-вочного оборудования. Выработанное пространство заполняется твердеющей закладкой и упрочняется тросовыми штангами-стяжками [2]. Слой отрабатывается четырьмя заходками последовательно вприсечку.
Высота междукамерного целика до 105 м, ширина 25 м, длина до 50 м; ширина камеры под закладку 13 м, защитно-разделительные рудные стенки - по 6 м с каждой стороны. Подготовительно-нарезные работы включают проведение рудоспуска, флангового вентиляционного восстающего, ходо-
14 _
вого восстающего, доставочного орта, сбойки с вентиляционным восстающим. После отработки и закладки слоя очистное оборудование разбирается и по ходовому восстающему поднимается на следующий слой с помощью шахтной лебедки. Затем оно монтируется заново, после чего очистной цикл повторяется. При отбойке руды восходящими шпурами высота незаложенного пространства определяется размерами бурового станка и составляет обычно 3,5 м. Если покрытие поверхностного слоя закладки не производится, высота недозакладки может быть уменьшена до 1,0 м. Отбитую руду до камерного рудоспуска доставляют погрузо-доставочными машинами [3].
Вторым вариантом, предложенным авторами для частичной отработки междукамерного целика, является система разработки горизонтальными слоями с твердеющей закладкой с проходкой автоуклона в межпанельном целике для транспортировки руды самоходным оборудованием (рис.3).
Сущность системы разработки заключается в погашении целика слоями высотой 4,5 м в восходящем порядке с применением самоходного бурового и доставочного оборудования, а выработанное пространство заполняют твердеющей закладкой. Слой отрабатывается тремя заходками.
Подготовительно-нарезные работы включают: проведение автоуклона в межпанельном целике, рудоспуска, заезда с автоуклона, сбойки заезда с разрезным ортом, доста-вочного орта, флангового вентиляционного восстающего, ходового восстающего, сбойки с вентиляционным восстающим.
Расчетные технико-экономические показатели сравниваемых систем разработки позволяют сделать вывод о том, что себестоимость добычи 1 т руды при системе разработки горизонтальными слоями с закладкой в восходящем порядке с применением переносного оборудования выше, чем с проходкой автоуклона в межпанельном целике [4]. Это объясняется существенно меньшими производительностью переносного забойного оборудования и временем на его перемещение, а также необходимостью иметь мощную скреперную лебедку [1].
Разрез по линии 2-2
Разрез по линии 1-1 2
ш|1ш
125 м
30
-155 м ----
105
3
-250 м
■ ?1,'-ГГП-', у I,' ■
гц|-Цр-чр—
2
Разрез по линии 3-3
50
20
Ш
Ш
Рис.2. Этажно--камерная система разработки с частичной отработкой междукамерных целиков горизонтальными слоями с закладкой в восходящем порядке с применением переносного оборудования 1 - рудный массив; 2 - закладочный массив 1
Разрез по линии 2-2
Разрез по линии 1-1 2
125 м 155 м
30
105
3
250 м
Разрез по линии 3-3
4
щ
щж
т
Я
'4=
50
ш
3
Рис.3. Этажно--камерная система разработки с частичной отработкой междукамерных целиков горизонтальными слоями с закладкой в восходящем порядке с проходкой автоуклонов в межпанельных целиках
При этом удельный объем подготовительно-нарезных работ во втором варианте более чем в 2 раза выше, чем в первом. Это объясняется проходкой автоуклона, однако при этом частично отрабатывается междупанельный целик.
Оценивая остальные показатели, следует отметить, что второй вариант наиболее предпочтителен. В итоге рекомендуется частично отрабатывать междукамерные целики системой разработки горизонтальными слоями с закладкой в восходящем порядке с применением самоходного оборудования и проходкой автоуклона в междупанельном целике.
ЛИТЕРАТУРА
1. Андреев М.Н. Процессы очистных работ при разработке рудных месторождений. Доставка руды по-грузочно-доставочными машинами: Учеб. пособие / М.Н.Андреев, Э.И.Богуславский, П.В.Коржавых; Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». СПб, 2013. 69 с.
2. Баранов А. О. Проектирование технологических схем и процессов при подземной добыче руд. М.: Недра, 1993. 282 с.
3. Прикладные аспекты изучения механических процессов в массивах при подземной разработке месторождений полезных ископаемых / О.В.Ковалев, С.П.Мозер, И.Ю.Тхориков, Е.Б.Куртуков, Е.Р.Ковальский. СПб: Недра, 2012. 166 с.
4. ТонкихА.И. Технико-экономические расчеты при подземной разработке рудных месторождений: Учеб. пособие /А.И.Тонких, В.Н.Макишин, И.Г.Ивановский. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2007. 137 с.
REFERENCES
1. Andreyev M.N., Boguslavskiy E.I, Korzhavyh P. V. Hauling and loading processes in the underground development of ore deposits. Shipping using scooptrams: Textbook / National Mineral Resources University (Mining University). Saint Petersburg, 2013. 69 p.
2. BaranovA.O. Designing of technological schemes and processes at underground mining of ores. Moscow: Ne-dra, 1993. 282 p.
3. Kovalev O.V., Moser S.P., Tkhorikov I.Y., Kurtu-kov E.B., Kowalski E.R. Applied aspects of the study of the mechanical processes in arrays with underground mining of mineral resources. Saint Petersburg: Nedra, 2012. 166 p.
4. Tonkih A.I., Makishin V.N., Ivanovskiy I.G. Feasibility calculations for underground mining of ore deposits: Proc. Benefit. Vladivostok: FESTU, 2007. 137 p.
16 _
ISSN 0135-3500. Записки Горного института. Т.207
