Файл: Байконуров О.А. Комплексная механизация очистных работ при подземной разработке рудных месторождений.pdf

осуществляется дистанционно с панели, расположенной у места оператора. Каждая стрела управляется со своей пане­ ли. Оператор уходит от панели только в случае необходимо­ сти смены бурового инструмента.

Обе каретки снабжены осветительными прожекторами, питание которых осуществляется от пневмогенераторов, на­ ходящихся непосредственно на каретках. Две внешние стре­ лы установлены под углом 15° к продольной оси каретки, что позволяет обуривать большую площадь забоя. С одного положения каретки можно бурить горизонтальные парал­ лельные шпуры на ширине 6 , 6 м и по высоте на 4,8 м. Вер­ тикальные восходящие шпуры можно бурить на высоте 7,2 т от почвы забоя. Другая каретка смонтирована на ходо­ вой части трактора ДТ-14. Схемы управления, водо- и воздухоснабжения на этой каретке решены более удачно по срав­ нению с первой. На каждой каретке работает бригада из двух человек. Производительность механизма составляет в сред­ нем 210 пог. м шпуров в смену. Максимальная производи­ тельность более 360 пог. м на машино-смену.

При добыче средняя производительность каретки состав­ ляет 425 т/смену. Однако каждая буровая каретка может достичь производительности в 500 т/'машино-смену и более в зависимости от вида выполняемых работ. Обе каретки могут работать на проходке выработок сечением 4,5X4:,5 м и в очистных забоях.

Учитывая отмеченные выше достоинства второй каретки,

вдальнейшей работе ей было отдано предпочтение.

Врезультате испытаний для бурения была выбрана бу­ ровая сталь «Атлас» круглого сечения диаметром 32 мм. Заправка хвостовиков и нарезка резьбы производилась в механических мастерских компании. Одной буровой штан­ гой бурят в среднем 240 пог. м шпуров. Буровые коронки съемные, крестовые диаметром 51 мм, армированные твер­ дым сплавом. Используются коронки типа 118 фирмы «Канадиэн Ингерсолл Ренд» и «ДС» фирмы «Тимкен Роллер Биринг Компани». В среднем одной коронкой пробуривают 300—420 пог. м шпуров. Из вспомогательного оборудования на руднике применяются следующие машины.

Грейдер «Катерпиллер-212» (1 шт.). Эта установка используется для поддержания дорог и имеет большое зна­ чение для работы рудников. Фактически время, затрачива­ емое на поддержание дорог, составляет в среднем 4— 8 час

внеделю. Бульдозеры ДВ фирмы «Катерпиллер» (2 шт.) ис­ пользуются для чистки дорог, подгребки отбитой руды для улучшения условий погрузки, а также для других мелких работ. Легкая автомашина общего назначения (1 шт.)

используется для транспортировки материалов, буровой стали ВВ, труб и т. д.

Погрузочная машина с передней разгрузкой модели НДЭ (1 шт.), являясь погрузочным оборудованием, используется для многих других целей, например, для строительства до­ рог, доставки тяжелых материалов, оборки и т. д. При обор­ ке кровли рабочий находится в ковше, что увеличивает осматриваемую площадь кровли при одном положении ма­ шины.

Машина для заряжания шпуров (1 шт.). По действую­ щим на руднике правилам, в каждую смену заряжание и взрывание шпуров производится одним человеком. Поэтому взрывнику выделена одна из старых автомашин, которая служит для транспортировки ВВ от склада к забою и одновременно используется в качестве платформы для заря­ жания шпуров в кровле. В настоящее время на этой машине нет специальной платформы для заряжания шпуров, хотя несколько конструкций проходили испытания.

Автомашина монтажной бригады (1 шт.). Работы по про­ кладке воздушных, водяных и вентиляционных трубопрово­ дов ведутся на руднике специальной бригадой, которая для перевозки своих инструментов и оборудования использует автомашину. Эта автомашина служит также для перевозки необходимых материалов. В дальнейшем предполагают уста­ новить на машине подъемную гидравлическую платформу с П-образной рамой, чтобы облегчить монтаж труб и сократить затраты рабочей силы.

Обслуживание и ремонт оборудования производятся в подземной ремонтной мастерской, расположенной близко к центру горных работ, и в мастерской на поверхности. В на­ стоящее время все гусеничное оборудование обслуживается, ремонтируется и заправляется горючим в подземной мастер­ ской, а оборудование на пневмоколесном ходу — в мастер­ ской на поверхности. Преимущества подземной мастерской, расположенной в непосредственной близости от горных ра­ бот, очевидны, и в дальнейшем эту ремонтную мастерскую намечено расширить. Ремонтная бригада состоит из 11 чело­ век. Из них четыре человека постоянно работают в дневную смену, остальные шесть делятся поровну на три рабочие смет ны. Предполагается, что этот штат будет сокращен вдвое.

Организация, обучение и деятельность ремонтной брига­ ды, несомненно, являются важными факторами, влияющими на успешное использование самоходного оборудования.

Применение перечисленного выше самоходного оборудо­ вания вызвало некоторое изменение применявшегося вариан­ та системы разработки. Подготовительные выработки решено

было проводить в висячем боку залежи, поскольку он устой­ чив и имеет ровный контакт с вмещающими породами. Пер­ воначальное сечение выработки (4,5X4,5 м) затем расширя­ лось заходками до 12 м. Заходки проводят в одну, реже в обе стороны. Проходка выработки опережает проходку заходок на два цикла. Оставшийся после образования подсечки за­ пас отрабатывается почвоуступным забоем.

Для поддержания кровли оставляют целики толщиной 6 м и длиной от 3 до 11 м. Как показал опыт работы, запас руды в целиках не превышает 1 0 % общего отрабатываемого запаса. Панели (камеры) располагают по обеим сторонам главной нарезной выработки на расстоянии около 18 м от

нее.

Наибольшие запасы отрабатываются уступами, высота которых изменяется в пределах от 4,5 до 6 т, а по ширине — на всю ширину подсечки. Глубина шпуров на уступах приня­ та 6 м. Для их бурения требуется однократная замена буро­ вых штанг. На данной стадии отработки для создания дорог до верхних забоев используются бульдозеры. При этом карет­ ки могут перемещаться как вверх, так и вниз. За один цикл на каждом уступе отбивают около 1000 г руды. Шпуры бу­ рят по сетке 1,5Х1>5 м. Расход ВВ при этом составляет 270 г/г. Объем вторичного дробления незначителен.

Погрузка и доставка отбитого в одном забое количества руды требует 1,5—2 смены (при погрузке экскаватором).

Для взрывных работ после проведения необходимых испытаний было выбрано ВВ — 50% «Килчел». Это ВВ при­ меняется в патронах размером 38X200 мм в мягкой упаков­ ке и 44,5X400 мм в обычной упаковке. Сначала на дно шпу­ ра опускают патрон в мягкой упаковке, который обеспечи­ вает высокую плотность заряда. В основную часть шпура для ускорения заряжания укладывают большие потроны. Для рассредоточивания зарядов используют промежуточные деревянные патроны длиной 200 мм. Для забойки приме­ няют песок, упакованный в бумажные патроны. На очистных работах при отбойке руды заходками, сплошным забоем и при уступной выемке взрывание осуществляется исключи­ тельно детонаторами короткозамедленного действия. Это спо­ собствует хорошему дроблению руды. Производительность труда подземных рабочих при описанной выше технологии разработки и механизации производственных процессов сос­ тавляет 50 г/чел • смену. Применение самоходного оборудова­ ния позволило снизить себестоимость добычи почти в два раза.

Отметим некоторые из условий, обеспечивающих положи­ тельные результаты применения самоходного оборудования

для разработки месторождений полезных ископаемых под­ земным способом. К ним относятся: а) правильный выбор оборудования для конкретных горнотехнических условий; б) хорошая организация ремонта и обслуживания оборудова­ ния; в) для компенсации затрат на приобретение оборудова­ ния оно должно работать максимальное время в сутки; г) для каждой бригады необходимо иметь определенное ко­ личество забоев, обеспечивающих полную загрузку обору­ дования.

Применение самоходного оборудования позволит повы­ сить производительность труда без увеличения его интенсив­ ности, что обеспечит широкое использование этого оборудо­ вания при различных системах разработки.

При проектировании разработки новых месторождений или реконструкции старых необходимо тщательно взвесить назначение и возможности всех видов имеющегося самоход­

На руднике «Харрикейн Крик» добыча боксита подземным спосо­ бом производится с 1942 г. [85]. Разработка характеризуется относитель­ но высоким извлечением боксита при неблагоприятных условиях сло­ истых водоносных покрывающих пород и неустойчивых глинистых породах лежачего бока. Управляемое обрушение, закрепленные забои

ирациональные системы поверхностного и подземного дренажа свели

кминимуму имевшиеся трудности и позволили увеличить добычу. Месторождение боксита имеет длину по простиранию 1800 м, ширину 450 м, а его мощность колеблется от долей метра до 12 м. Рудная за­ лежь расположена на глубине 30—90 м от поверхности и имеет угол падения от 1 до 6°.

Бокситы непосредственно перекрываются слоем глины мощностью от нескольких сантиметров до 15 м. Выше расположены лигниты и во­ доносные слабо уплотненные пески. Лежачий бок представлен бокси­ товой глиной или низкосортными бокситами; сиенитовой глиной и красной глиной, которая пластична во влажном состоянии.

По своей структуре боксит представляет собой переходы от пизалитового до мелкозернистого бесструктурного материала. Пизолиты (конкреционные срастания) могут быть редко рассеянными в боксите или плотно уложенными с небольшой цементирующей матрицей. Диа­ метры пизолитов колеблются от менее чем 2,5 до 25 мм.

По своему состоянию боксит изменяется от плотного крепкого из­ вестняка до мягкого землистого материала. По цвету он изменяется от светло-серого до рыжевато-коричневого и бурого. Цвет не является по­ казателем качества или содержания железа.

Для подготовки к эксплуатации месторождения оно было разделе­ но на участки, каждый из которых имел свой собственный подъемный ствол. Всего пройдено 10 стволов глубиной от 39 до 90 м. Четыре ство­ ла прямоугольной формы были закреплены деревом. Остальные стволы проходились специальными буровыми установками и крепились метал­ лом с последующей заливкой цементным раствором.

Схема подготовки выемочного поля показана на рисунке 6 и заклю­ чается в проходке парных главных штреков от ствола к разрабатывае­ мым участкам. Эти штреки параллельны и проходятся на расстоянии 18 м друг от друга. Они соединены между собой квершлагами, пройден­ ными под углом 60° по направлению штреков. Угол в 60° был выбран с целью обеспечения достаточного места для прохода Челноковых ва­ гонеток и уменьшения уклона откатки в пологом рудном теле. Штреки

Рис. 6. Схема подготовительных работ до обрушения : 1 — ствол № 8; 2 — ствол № 9; 3 — граница руды; 4 —- обрушение.

имеют размер 2,1 X 3.6 м и проходятся по лежачему боку боксита. Для крепления штреков применяются металлические рамы, изготовленные из рельсов, податливые арочные оклады с деревянной затяжкой и рам­

ное крепление из круглого леса.

Для проходки горизонтальных выработок применялся комбайн, ко­ торый давал хорошие результаты, за исключением случаев проходки по очень твердым бокситам. В таких породах выработки проходили обычным буровзрывным способом.

Для удобства транспортировки все штреки устланы досками из твердых пород древесины. Доски расположены на расстоянии 5 м друг от друга и прибиты к прогонам, расположенным параллельно оси штре­ ка. Деревянные настилы в выработках, где вода протекает над отка­ точным путем, выдерживали интенсивное движение в течение 6—8 лет, но в более сухих выработках настилы менялись каждые 6—12 месяцев ввиду повреждения их сухой гнилью.

После проведения ряда экспериментов на руднике была принята камерная система разработки Б2-ѴІ-КПр-4 с последующим обрушением. При этом выемка целиков и принудительное обрушение кровли следует непосредственно за выемкой камер. Применение ограждающих деревян­ ных стенок между обрушенным пространством и массивом является важной особенностью этого метода, позволяющим резко снизить разубоживание руды. Выемка начинается в наиболее высокой части рудного тела и движется вниз по падению, сохраняя ступенчатую линию забоя (рис. 7, 8, 9). После отработки камер обуривается их кровля и налегаю-

щие породы обрушиваются в выработанное пространство. Важным мо­ ментом является управление обрушением. Если оно развивается слишком медленно, то близлежащие блоки (целики) руды (не отрабо­ танные участки) подвергаются чрезмерному горному давлению. Оно вызывает отслаивание руды на стенках горизонтальных выработок и образование трещин в кровле вокруг целиков в камерах и в горизонталь­ ных заходках вблизи обрушенного пространства.

/

Как видно из рисунков 7, 8, 9, первым этапом при выемке предва­ рительно подготовленного ромбовидного участка вдоль линии обруше­ ния является разделение его путем проходки выработок на более мел­ кие блоки, каждый площадью сечения около 2,3 лі2. Первый из мелких блоков, предназначающийся для выемки, примыкает к линии обруше­ ния. Около 75% блока подрезается (отрабатывается) горизонтальными выработками с образованием отрезной камеры, после чего оставшаяся часть массива уменьшается (отрабатывается) до минимального разме­ ра и оставляется в качестве временного целика, в то время как проис­ ходит отбойка в кровле камеры (рис. 7).

Отбойка руды в камерах производится шпурами глубиной от 1,5 до 4,5 м, расположенными по сетке 0,9X0,9 м. Шпуры бурятся перфо­ раторами на колонке с пневмоподачей. Сталь применяется диаметром 22 мм со съемными коронками. В мягких породах иногда пользуются шнековыми бурами. Отбитую руду в камере временно магазинируют, и с поверхности обуриваются верхние шпуры. После уборки руды возво­ дятся деревянные стенки по обеим сторонам камеры, примыкающим к массиву (рис. 8). Стенка устраивается путем установки стоек, которые сбиваются из двух досок (брусьев) толщиной 10—20 см, устанавливае­ мых между собой на расстоянии 1,8 м. Стойки крепятся проволокой к