CC BY
41
где й - диаметр заряда, м; йе -диаметр естественной отдельности, м; -рациональная степень
дробления; Нв -высота столба воды в скважине, м; Н -высота уступа, м; а1 -объемное содержание воздуха в забойке, доли ед.
Эффективность дробления верхней части массива в зоне влияния горизонтальной открытой поверхности при использовании низкоплотных многокомпонентных смесей достигается за счет перераспределения начального давления в зарядной полости при сжатии пузырьковой среды и
увеличения времени активного воздействия продуктов взрыва на разрушаемый массив горных пород;
Таким образом, методический подход, основанный на классических теориях действия взрыва в различных средах позволил объяснить влияние воздуха, защемленного в материале забойки, на возможность управления качеством подготовки массива взрывом.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ДрукованыйМ.Ф. Управление действием взрыа скважинных зарядов на карьерах / М.Ф. Друко-ваный, В.С.Куц, В.И.Ильин. - М.:Недра, -1980, - 223 с.
2. Ташкинов А.С. Углесодержщие промышленные ВВ / А.С.Ташкинов, И.В.Тимошин . - Кемерово: ГУ КузГТУ, 2005. - 128 с.
□ Автор статьи:
Катанов Игорь Борисович - канд.техн.наук, доц. каф. разработки месторождений полезных ископаемых открытым способом
УДК 622.272
С.С. Кулагин
ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВСКРЫТИЯ И ПОДГОТОВКИ БАРЗАССКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Выполненное исследование связано со строительством высокорентабельного подземного угледобывающего предприятия в сложных горных, гидрогеологических условиях на запасах II шахтного поля Барзасского месторождения.
Основная задача состояла в разработке вариантов пространственной ориентации панелей и профилей выработок выемочных столбов, которые
бы в полной мере учитывали гипсометрию залегания пласта и эффективно осуществляли отток воды из подготовительных и очистных выработок, а также снижали негативное воздействие на окружающую среду, за счет эффективной технологии самоочистки шахтных вод.
При разработке схемы вскрытия и подготовки учитывалось влияние гидрогеологических факто-
Таблица 1
Вскрывающие выработки и их характеристики
Наименование выработки Длина выработки, м Угол наклона, град. Сечение в свету, м2 Материал крепления Назначение
Главные вскрывающие выработки
Конвейерный уклон 476 9 - 18 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Выдача горной массы на поверхность; выдача исходящей струи; запасной выход при аварии
Путевой уклон 476 9 -18 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Подача свежей струи воздуха при отработке запасов II очереди; спуск, подъем материалов, оборудования, людей; запасной выход при аварии
Фланговые вскрывающие выработки
Конвейерный уклон 935 15 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Выдача горной массы на поверхность исходящей струи; запасной выход при аварии
Путевой уклон 935 15 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Подача свежей струи при отработке запасов I очереди; спуск, подъем материалов, оборудования, людей
ров и условия залегания данного месторождения, которое характеризуется невыдержанной гипсометрией пласта и обильным водопритоком, т.к. находится под болотистой поймой реки Барзас.
При выполнении этой задачи были рассмотрены четыре наиболее рациональных варианта схемы вскрытия и подготовки выемочного поля. При их анализе учитывались имеющиеся результаты и опыт по обобщенным материалам геологоразведочных и эксплуатационных работ по освоению I шахтного поля Барзасского месторождения.
При выборе схемы вскрытия и подготовки учитывались первоначальные запасы в столбах, наличие экстремальных углов и мульд по простиранию в штреках выемочных столбов, объема
проведения выработок, монтажных работ, длины вентиляционной струи, расстояние транспортировки полезного ископаемого.
Ниже приведены упомянутые варианты схем вскрытия и подготовки II шахтного поля Барзасского месторождения.
Вариант 1
Шахтное поле подготовлено в виде односторонней панели ориентированной с юга на север северная часть, которой является главной, южная
- фланговая.
Вскрытие панели осуществляется проведением уклонов по пласту. Вскрывающие выработки и их характеристики приведены в табл. 1. Схема вскрытия и подготовки представлена на рис. 1. Отработка столбов выемочной панели произ-
Таблица 2
Вскрывающие выработки и их характеристики
Наименование выработки Длина выработки, м Угол наклона, град. Сечение в свету, м2 Материал крепления Назначение
Главные вскрывающие выработки
Конвейерный уклон 1615 18 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Выдача горной массы на поверхность; выдача исходящей струи; запасной выход при аварии
Путевой уклон 1615 18 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Подача свежей струи; запасной выход при аварии
Фланговые вскрывающие выработки
Конвейерный уклон 2550 16 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Выдача горной массы на поверхность; выдача исходящей струи; запасной выход при аварии
Путевой уклон 2550 16 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Подача свежей струи; спуск, подъем материалов, оборудования, людей
Дополнительные вскрывающие выработки
Секционный уклон 2000 15 - 22 10 А - 13 - 22 ж/б затяжка Повышение эффективности вентиляции; сокращение расстояния эвакуации людей при аварии
Рис. 2. Вскрытие и подготовка II шахтного поля Барзасского месторождения
водится в две очереди. Порядок отработки столбов в панели принят нисходящий; т.к. пласт не склонен к самовозгоранию и что значительно сократит первоначальные капитальные затраты.
Запасы I очереди - 3254 тыс.т. Запасы II очереди - 8807 тыс.т.
Столбы в панели ориентированы таким образом, что обеспечивается движение воды в проти-
воположенную сторону движение очистного забоя, т.е. движение очистного забоя происходит на
О с 0
подъем 3 - 5 .
Вариант 2
Шахтное поле подготавливается в виде односторонней панели ориентированной с севера на юг, южная часть, которой является главной, северная - фланговая.
Таблица 3
Вскрывающие выработки и их характеристики
Наименование выработки Длина выработки, м Угол наклона, град. Сечение в свету, м2 Материал крепления Назначение
Главные вскрывающие выработки
Центральный конвейерный уклон блок I 544 17 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Выдача горной массы на поверхность; выдача исходящей струи
Центральный конвейерный уклон блок II 272 17 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Выдача горной массы на поверхность; выдача исходящей струи
Фланговые вскрывающие выработки
Фланговый конвейерный уклон блока I 680 15 - 16 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Выдача горной массы на поверхность; подача свежей струи; запасной выход при аварии
Фланговый путевой уклон блока I 680 15 - 16 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Выдача исходящей струи; спуск, подъем материалов, оборудования, людей; запасной выход при аварии
Фланговый конвейерный уклон блока II 510 15 - 16 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Выдача горной массы на поверхность; подача свежей струи; запасной выход при аварии
Фланговый путевой уклон блока II 510 15 - 16 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Выдача исходящей струи; спуск, подъем материалов, оборудования, людей; запасной выход при аварии
Рис.3. Вскрытие и подготовка II шахтного поля Барзасского месторождения
Вскрытие панели осуществляется проведением уклонов по пласту. Вскрывающие выработки и их характеристики приведены в табл. 2.
Отработка столбов выемочной панели принято в восходящем порядке. Отток воды из очистного и подготовительного забоя будет осуществляться в выработанное пространство нижележащего отработанного столба. Запасы выемочного
участка составляют - 16515 тыс.т. Основным недостатком данного варианта схемы вскрытия и подготовки является недостаточная геологическая информация. Схема вскрытия и подготовки представлена на рис. 2.
Вариант 3
Для высокоэффективной разработки данного участка предлагается разделить его на 2 блока.
Таблица 4
Вскрывающие выработки и их характеристики_____________________________
Наименование выработки Длина выработки, м Угол наклона, град. Сечение в свету, м2 Материал крепления Назначение
Главные вскрывающие выработки
Главный конвейерный уклон блок I 510 15 - 18 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Выдача горной массы на поверхность; выдача исходящей струи; запасной выход
Главный конвейерный уклон блок II 510 15 - 18 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Выдача горной массы на поверхность; выдача исходящей струи; запасной выход
Фланговые вскрывающие выработки
Конвейерный уклон блока I 600 15 - 18 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Выдача горной массы на поверхность; подача свежей струи
Путевой уклон блока I 600 15 - 18 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Спуск, подъем материалов, оборудования, людей; запасной выход при аварии
Конвейерный уклон блока II 290 15 - 18 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Выдача горной массы на поверхность; подача свежей струи
Путевой уклон блока II 290 15 - 18 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Спуск, подъем материалов, оборудования, людей; запасной выход при аварии
Дополнительные вскрывающие выработки п ри отработке II очереди блока II
Конвейерный уклон 1190 15 - 18 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Выдача горной массы на поверхность; подача свежей струи
Путевой уклон 1190 15 - 18 12,8 А - 13 - 22 ж/б затяжка Спуск, подъем материалов, оборудования, людей; запасной выход при аварии
Рис.4. Вскрытие и подготовка II шахтного поля Барзасского месторождения
Вскрытие блоков осуществляется проведением уклонов по пласту.
Блоки в шахтном поле будут разрабатываться одновременно и автономно, т.е. не связанные между собой транспортной и вентиляционной сетью, а также другими элементами горнотехнологической структуры. Вскрывающие выработки и их характеристики приведены в табл. 3. Схема вскрытия и подготовки - на рис. 3.
Порядок отработки столбов в блоки принят нисходящий, т.к. пласт не склонен к самовозгоранию и что значительно сократит первоначальные капитальные затраты. Блоки в шахтном поле ориентированы таким образом что движение очистного забоя осуществляется на подъем 3 - 50, это обеспечивает отток воды в противоположенную сторону движение очистного забоя. Запасы I блока составляют - 4670 тыс.т. Запасы II блока - 9058 тыс.т.
Вариант 4
Схема вскрытия и подготовки данного варианта позволяет уменьшить влияние гидрогеологических факторов на горные работы, а также исключить участки геологических нарушений из зоны ведения горных работ. За счет изменения русла реки Барзас и оставления под этим руслом целика шириной 50 - 80 м.
Шахтное поле разделено на 2 блока. Вскрытие блоков осуществляется проведением уклонов. Каждый блок подготавливается в виде односторонней панели.
Вскрывающие выработки и их характеристики приведены в табл. 4. Схема вскрытия и подготовки представлена на рис. 4.
Блок II будет отрабатываться в две очереди: I очередь - столбы 1, 2, 3, 4; II очередь - столбы 7, 5, 6.
Порядок отработки столбов в блоках принят нисходящий, т.к. пласт не склонен к самовозгоранию и что значительно сократит первоначальные капитальные затраты.
Отработка блока I производится с севера на юг от фланговых уклонов к главному уклону блока I.
Отработка I очереди блока II производится с юга на север на главный уклон блока II. Отработка II очереди блока II производится с севера на юг на фланговый уклон блока I.
Запасы блока I составляют - 3900 тыс.т. Запасы I очереди блока II - 6548 тыс.т. Запасы II очереди блока II - 2700 тыс.т.
Таким образом, при оценке и сравнении вариантов схем вскрытия и подготовки наиболее целесообразным и рациональным для реализации представляется вариант 1 в котором:
- наиболее эффективно решена задача разделения потоков угля и воды;
- уменьшается негативное влияние на окружающую среду, за счет очищения шахтных вод путем перекачивания воды в выработанное пространство вышележащего отработанного столба, (данный опыт подобных работ имеется на шахте им. С.М. Кирова, при отработке пласта Болдырев-ский);
- подготовительные и очистные работы разделены во времени и пространстве;
- объем проведения выработок на 1000 тонн промышленных запасов меньше в 2-2,3 раза по
Таблица 5
Сравнение и выбор вариантов схемы вскрытия и подготовки_______________________
Показатели Ед. изме- рения Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3 Вариант 4
Место нахождение промп-лощадки - Главный уклон Главный уклон Центральные конвейерные уклоны блоков 1, 2 Главные конвейерный уклоны блоков 1, 2
Выемочных столбов, всего ед. 7 8 Блок 1 - 4 Блок 2 - 8 Блок 1 - 5 Блок 2 - 7
Средняя длина столбов м 2436 3026 Блок 1 - 1700 Блок 2 - 1660 Блок 1 - 1150 Блок 2 - 1800
Запасы: всего среднего выем. столба тыс.т. 12061 1723 16515 2064 13188 1099 13148 1094
Число поворотов выемочного столба ед. - - - 2
Среднее углов движения очистного забоя на подъем град. 3 - 5 1,5 - 2 3 - 5 2 - 3
Число участков с движением очистного забоя вниз на воду: Сумм. протяженность ед. м. 1 1800 - 2 1870 -
Схема подготовки выемочных столбов парными штреками
Объем проведения выработок: Всего Уклоны Штреки выемочн. столбов Монтажные камеры м3 57000 36122 16830 4000 180864 132224 44640 4000 109480 41000 60480 8000 97000 35840 53100 8000
Объем проведения выработок на 1 тыс.т. промышленных запасов м3/тыс. т. 4,72 10,95 8,3 7,37
сравнению с другими вариантами;
- подготовка выемочных столбов принята парными штреками;
- наличие вскрытия на фланге выемочной панели позволяет создать благоприятные условия для подготовительных работ;
- выделены запасы первой очереди, которые
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Федорин В.А., Станкус В.М., Корнилова В.П., Гинзбург З.М. Геолого-технологическая оценка сапропелитовых углей Барзасского месторождения. Кемерово.- ИУУ СО РАН - 2004. - с. 6-8.
2. Ялевский В.Д., Федорин В.А. Модульные горнотехнологические структуры вскрытия и подготовки шахтных полей Кузбасса. -Кемерово: Кузбассвузиздат, 2000. - 224 с.
3. Михеев О. В., Некрасов В.В., Попков М.П. Новые технологические решения по вскрытию, подготовке и отработке угольных месторождении Кузбасса. - 2-е изд., - М.: Изд. МГГУ , 2002. - 148 с.
4. Проект строительства модульного шахтоучастка на пласте Колмогоровском в границах горного отвода разреза «Моховский» Ленинского горнопромышленного района. Кемерово / Институт «Конвер-скузбассуголь» - 2003. - 299 с.
5. Бурчаков А.С., Гринько Н.К., Дорохов и др. Технология подземной разработки месторождений полезных ископаемых. - М., Недра, 1983 - 487с.
□ Автор статьи:
Кулагин Сергей Сергеевич -аспирант Института угля и углехи-мии СО РАН
снижают стоимость строительства и уменьшают срок строительства шахты;
- отсутствуют дополнительные вскрывающие выработки;
- наименьшее число элементов в горнотранспортной структуре.
