Файл: Хохряков, В. С. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых учебник.pdf

Г л а в а VI

ТЕХНОЛОГИЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ ПРИ КОМБИНИРОВАННОЙ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

§ 1. Сущность н основные вопросы комбинированной разработки месторождении

Комбинированной называется разработка, при которой на одном месторождении используется два способа — открытый и подземный.

В зависимости от времени использования способов разработки различают:

комбинированную совместную разработку, когда на одном место­ рождении открытые и подземные горные работы ведутся одновре­ менно;

комбинированную последовательную разработку, когда подзем­ ный способ попользуется для доработки месторождения после окон­ чания открытых работ;

комбинированную повторную разработку, когда после частичной отработки месторождения подземным способом переходят на откры­ тые работы, посредством которых дорабатывают месторождение, а также отрабатывают запасы, потерянные при подземной разра­ ботке.

Несмотря на многие технические сложности, комбинированная разработка получила довольно широкое распространение, особенно на рудных месторождениях. В Советском Союзе комбинированным способом отрабатывается более 50 месторождений. Наблюдающаяся тенденция к расширению применения этого способа объясняется главным образом следующими его достоинствами.

При совместном ведении открытых и подземных горных работ существенно увеличивается интенсивность разработки, вследствие чего повышается производственная мощность горного предприятия. Этот фактор имеет особенно большое значение при выемке высоко­ ценных руд (полиметаллических, медных, ртутных и т. д.). Кроме того, прн совместной открытой и подземной разработке становится возможным использовать многие сооружения одновременно для карьера и шахты, что снижает капитальные затраты на строитель­ ство. В Советском Союзе комбинированная совместная разработка ведется на Гайском меднорудном, Нпкитовском ртутном, Горобла­ годатском железорудном и других месторождениях.

При последовательной комбинированной разработке использо­ вание подземного способа позволяет отработать те участки место­ рождения, открытая разработка которых нерациональна из-за высокого коэффициента вскрыши. Кроме того, применение подзем­ ного способа позволяет продлить срок эксплуатации рудника и более рационально использовать многие его сооружения (обогатительные фабрики, ремонтные цехи, жилую площадь и др.).

Основное достоинство комбинированной повторной разработки состоит в том, что она способствует существенному улучшению

212

использования недр, открытым способом разрабатываются запасы, потерянные в целиках при подземной разработке. Повторная раз­ работка велась на Блявинском меднорудном месторождении, Хайдарканском ртутном, Златоуст-Беловском меднорудном, Каджаранском вольфрамо-молибденовом и других.

Безопасное и экономически эффективное применение комбини­ рованной разработки требует решения сложных технических и эко­ номических задач, многие из которых рассмотрены в трудах совет­ ских ученых Б. П. Юматова, В. В. Куликова, А. К. Полищука, В. А. Щелканова и др.

Сложными вопросами комбинированной разработки являются: 1) установление размещения и подсчет количества руд, потерянных при подземной разработке; 2) безопасное и экономичное ведение открытых горных работ при отработке междукамерных и между­ этажных целиков и в зоне обрушения подземных рудников; 3) ра­ циональное использование подземных выработок для нужд карьера

ишахты и совместное использование других сооружений и обору­ дования; 4) расчет карьерной потолочины, т. е. целика между карьерным и шахтным полем; 5) обоснование границ карьера, производственной мощности карьера и шахты, а также времени ведения открытых и подземных работ.

§2. Открытая разработка междукамерных

имеждуэтажных целиков

Размещение и количество руд, потерянных при подземной раз­ работке, зависят от формы рудного тела, физико-механических свойств руды и вмещающих пород, а также от системы разработки.

Например, при разработке Криворожских железорудных место­ рождений системами с обрушением потери составляют 10—30%. При этом теряемая руда располагается главным образом в лежачем

30 м. Часть руды теряется в охранном целике шахты. Например, на шахте «Гигант» рудника им. Дзержинского таким образом было потеряно 4 млн. т.

При других системах значительные потери приходятся на экс­ плуатационные междукамерные целики. Подземная разработка этих целиков связана с большими трудностями, так как большинство из них оказывается разрушенным горным давлением.

Основная сложность комбинированной разработки заключается в том, что необходимо проведение комплекса специальных меро­ приятий для создания безопасных условий в карьере и шахте.

В результате подземных работ на погашенном руднике обра­ зуется воронка обрушения, в зоне которой открытую разработку можно вести лишь после того, как прекратится сдвижение горных пород. Кроме того, до начала горных работ должны быть погашены пустоты, образующиеся при подземной разработке. '

213:

В процессе горных работ должен быть организован тщательный контроль за ходом обрушения и за выполнением специальных правил безопасной работы.

После создания безопасных условий начинают горные работы,, которые ведут обычно по следующим схемам.

При первой схеме вначале вынимают закладочный материал или обрушенную руду из камер, затем взрывают целики и произво­ дят их выемку. Эта схема может быть применена, если камеры имеют достаточно большую ширину (более 15—20 м), а целики между ними не нарушены и достаточно устойчивы. Экскаватор при выемке закладочного материала из ка­ мер работает между двумя об­ наженными целиками, что не­ безопасно.

При второй схеме последо­ вательно отрабатывают камеру, целик, камеру, целик и т. д. После выемки закладочного материала из камеры взрывают и вынимают следующий целик, затем цикл повторяется. При этой схеме производительность экскаваторов и автосамосвалов выше, чем при первой схеме, меньше разубоживание и по­ тери руды, становится возмож­ ным применение более мощных карьерных экскаваторов и автосамосвалов. Обуривание целиков производится заранее

(рис. 111).

При открытой разработке междукамерных и междуэтажных целиков потери руды составляют 5—7%, а разубоживание — 7— 12%. Производительность горнотранспортного оборудования (бу­ ровых станков, экскаваторов, автосамосвалов) обычно ниже, чем

. в открытом забое, и находится на уровне его производительности при проведении траншей с раздельной выемкой руды и пород.

При одновременном ведении открытых и подземных горных работ, когда карьер располагается над действующим рудником, подземная разработка должна производиться, как правило, с полной закладкой выработанного пространства. Работы должны вестись по единому техническому проекту, в котором должно быть учтено взаимное влияние подземных и открытых горных работ.

Контрольные разведочные скважины должны быть заложены так) чтобы они полностью характеризовали развитие зоны обруше­ ния, наличие и состояние подземных выработок, мощность кровли в камерах. Особенно опасными являются участки на границе зоны обрушения, примыкающие к крайним трещинам. Если имеются

215.

•сбойки между карьером и подземными выработками, то необходимо учитывать возможность проникновения в шахту газов, образующихся после взрывных работ в карьере.

Мощность кровли непогашенных камер, обеспечивающая без­ опасную работу карьерного оборудования над ними, определяется специальным расчетом на основе теории упругости. Минимальная допустимая мощность необрушенных пород над выработанным пространством, находящимся в зоне сдвижения, принимается по рекомендации Б. П. Юматова равной трехкратной высоте пустоты, но не менее 25 м.

§3. Рациональное использование горных выработок

исооружений при комбинированной разработке

При открытой разработке могут использоваться подземные выработки и сооружения, которые остались от подземного рудника или которые предназначены для существующего или будущего рудника.

На крупных карьерах для осушения глубоких горизонтов не­ обходимо создание дренажных комплексов (вертикальных стволов и горизонтальных выработок) стоимостью в несколько миллионов рублей. Использование в этих целях имеющихся подземных вырабо­ ток дает существенную экономию. При этом значительно облегчается проведение траншей для вскрытия новых горизонтов, снижаются эксплуатационные затраты, сокращается штат рабочих, занятых на водоотливе.

Подземные выработки могут быть использованы во многих слу­ чаях для транспортирования горной массы пз карьера посредством скипов или конвейеров. Это позволяет уменьшить дальность пере­ возок внутри карьера, что в условиях применения в качестве сбо­ рочного транспорта автосамосвалов дает существеииую экономию. Кроме того, отказ от широких транспортных берм, размещаемых на бортах карьера, позволяет увеличить углы откосов бортов на 3—5°, благодаря чему объем вскрышных работ на крупных карьерах снижается на 50—70 млн. м3.

В качестве примера можно указать на использование подземных выработок для выдачи руды на Блявинском меднорудном карьере (Урал), построенном вместо оказавшегося нерациональным подзем­ ного рудника. Руда из карьера автосамосвалами доставляется к внутрикарьерной дробилке, затем в вагонетках через шахтный ствол и штольню по кратчайшему пути подается_на обогатительнзно фабрику. Выработки и сооружения подземного рудника использу­ ются и использовались для транспортирования горной массы на Каджаранском меднорудном карьере, Хайдарканском карьере, апа­ титовых карьерах рудника нм. Кирова и на других рудниках.

Подземные выработки могут служить также для вентиляции карьеров. Подземные пустоты могут быть применены для складиро­ вания «хвостов» обогатительных фабрик. В этом случае отпадает

2 16