Файл: Хетагуров, Г. Д. Эффективность систем разработки этажного и подэтажного обрушения.pdf

начало широкому применению в цветной металлургии высокоэф­ фективного шарошечного и пневмоудариого бурения скважин.

Совершенствование систем разработки на базе применения глубоких скважин явилось главным направлением технического прогресса подземной разработки рудных месторождений, позво­ ляющим достигнуть максимального повышения производительно­ сти труда.

В первое время наибольшее распространение получил двух­ стадийный вариант системы этажного принудительного обруше­ ния, затем одностадийный вариант с многорядиым взрыванием на малое компенсационное пространство. До настоящего времени доставка руды в очистном забое осуществляется скреперами. Производительность скреперования в смену при среднем расстоя­ нии доставки руды 25—35 м составляет 100—200 т, мощность лебедки 28—55 квт. Выработки скреперования располагаются на расстоянии 10—12 м друг от друга, выпускные выработки на рас­ стоянии 5—6 м. Средняя площадь блока составляет 4200 м2. Среднемесячная производительность блока с активной высотой 23 м с учетом подготовительных работ от 7 до 9 тыс. т.

В настоящее время на Зыряновском и Леииногорском комби­ натах (Рудный Алтай) месторождения отрабатываются система­ ми этажного и подэтажного принудительного обрушения с актив­ ной высотой этажа от 12 до 45 м. Отбойка руды производится вертикальными скважинами на компенсационное пространство. Производительность блока почти не зависит от расположения ком­ пенсационных камер. Как показывают исследования, она зависит в основном от производительности скреперования, а последняя — от кусковатости руды и расстояния доставки.

Г. М. Малахов и другие авторы отмечают, что интенсивность выпуска руды зависит от производительности доставки [2]. Следо­ вательно, она не зависит от соотношения камерных запасов блока к целиковым и расположения компенсационных камер.

На Адрасманском свинцово-цинковом комбинате при этажном принудительном обрушении руда выпускается на почву главного откаточного горизонта. Руда в откаточные сосуды грузится погру­ зочными машинами ПМЛ-5 в заездах, пройденных через 6—8 м на 4—5 м от откаточного штрека. Производительность блока выше в 4—5 раз, чем при скреперной доставке.

Вместе с тем на темпы роста производительности систем раз­ работки большое влияние оказывала скорость бурения скважин.

Основными бурильными машинами при проходке горизонталь­ ных горных выработок были перфораторы ПА-23; с 1970 г. начали применять перфораторы ПР-22 и ПР-19, производительность кото­ рых выше на 15—20% по сравнению с перфораторами ПА-23. Бу­ ровые станки пневмоудариого бурения БА-100, ПСП-3 заменены полуавтоматами НКР-100, скорость бурения которых выше на 20—25%- Внедрение станков шарошечного (СБ-4, а затем БШ-145) и пневмоудариого (ЛСП-3) бурения позволило увели-

9

чнть скорость бурения скважин диаметром 100 мм в 3—5 раз. Скважины диаметром 70—80 мм бурят станками БУ-70 и КДМ-4. На Алтын-Топканском руднике при участии автора внедрена система этажного и подэтажного принудительного обрушения с отбойкой руды вертикальными скважинами. Высота этажа и под­ этажа 40—70 м. На этом комбинате разработан вариант системы с применением самоходного оборудования. Бурение скважин осу­ ществляется станками глубокого бурения диаметром 100 мм (НКР-100, БА-100; П-1; П-11). Среднесменная производительность станка 6—7 м. Доставка руды осуществляется мощными скрепер­ ными установками 17ЛС-2С, 30ЛС-2С, 55ЛС-2С. На ряде рудни­ ков применяется погрузочно-доставочные машины ПДВ-2. Погру­ зочные машины ПИЛ-5 и ПИЛ-9 на некоторых рудниках заменены более производительными ППН-2, ПНБ-Зк и др.

Для отработки Джижикрутского месторождения предусмотрен вариант системы этажного принудительного обрушения с высотой этажа 55 м. Камерные запасы составляют 40%. Отработка цели­ ков будет осуществлена массовым обрушением на компенсацион­ ное пространство с последующим обрушением налегающих пород. Кроме этих систем в настоящее время намечено проведение работ по внедрению варианта подэтажного обрушения с ромбоидальной схемой подготовки и выпуска руды.

Вариантов и модификаций систем разработки, при которых выпуск руды осуществляется собственным весом, много. Основное преимущество этих вариантов систем — сокращение числа произ­ водственных операций и, соответственно, снижение себестоимости добычи руды, увеличение производительности труда и интенсифи­ кации очистных работ.

Применение новых систем разработки позволило получить большой экономический эффект. Однако этим системам присущи большое разубоживание и потери руды. Поэтому одним из важ­ нейших задач являются снижение этих показателей и увеличение производительности труда за счет механизации производственных процессов и концентрации горных работ.

Анализ работы многих горных предприятий показывает, что из-за сложных условий залегания рудных тел разубоживание до­ стигает 30—40%. Так, на Анзобском (Джижикрутском) комбинате при этажном принудительном обрушении с высотой этажа 55 м конструктивное разубоживание при отработке камерных запасов блока достигает 38%, на Алтын-Топканском руднике при этаж­ ном принудительном обрушении с высотой этажа 72 м — 30—40%, а потери 13%, на Никитовском комбинате при высоте этажа 60 м потери достигают 23%, а разубоживание 47%. Если бы месторож­ дения были представлены однородными рудными телами, то разу­ боживание было бы не более-25%. Переход на систему подэтаж­ ного принудительного обрушения позволит снизить эти показатели. Например, для Алтын-Топкаиского месторождения переход на подэтажное обрушение высотой 40 м позволит снизить потери на

10

8%. а разубоживание на 14%. Аналогично, па Ннкитовском ртут­ ном комбинате переход на подэтажное обрушение с высотой эта­ жа 30—40 м позволит снизить разубоживание с 47 до 36%, а по­ тери с 23 до 10%.

На Джижикрутском месторождении переход на подэтажное обрушение с высотой подэтажа 15—37 м улучшит общие качест­ венные показатели. На рудниках Рудного Алтая широкое рас­ пространение получило подэтажное обрушение; в последнее время на этих рудниках выработанное пространство заполняют твердею­ щей закладкой.

Удельный Еес систем разработки с обрушением руды и вме­ щающих пород в Криворожском бассейне по годам колеблется от 60 до 70%. В связи с интенсивным опусканием очистной выемки па более глубокие горизонты и проявлением большого горного давления объем добычи камерными системами уменьшается.

При вариантах систем с отбойкой руды восходящими глубоки­ ми скважинами вертикальных и крутонаклонных слоев по срав­ нению с отбойкой горизонтальных слоев интенсивность добычи, увеличивается.

В настоящее время на рудниках применяются методы отбойки, предусматривающие минимальный объем компенсационного про­ странства: отбойка вертикальных слоев руды на компенсационную щель, наклонных слоев руды па подсечную камеру, вертикальных или наклонных слоев руды в зажатой среде. Уменьшается пло­ щадь панелей, находящихся под обрушенной одновременно выпу­ скаемой рудой через «дучки».

Конструкции новых вариантов совершенствуются, и эффектив­ ность их применения возрастает. Производительность труда рабо­ чего по системе у всех новых вариантов на 15—20% больше, по сравнению с ранее применяемыми. Удельный вес добычи руды новыми вариантами систем в Криворожском бассейне увеличи­ вается.

Бурение взрывных скважин осуществляется колонковыми пер­ фораторами ЦК-5Н (буровая портальная установка ПБУ), буро­ вым станком ВП-80, самоходной тележкой ТБ-1 к буровому станку НКР-ЮО м.

Для заряжания скважин гранулированным взрывчатым веще­ ством применяется зарядное устройство СЗУ-1 и ЗМК-1 — для за­

Внедрение новых методов отбойки руды и более мощной тех­ ники позволило повысить производительность труда рабочего по системе.

За рубежом подземным способом добывается около 50% всего объема руд цветных металлов [3]. При этом добыча руды осуще­

11

ствляется различными системами с широким применением само­ ходного оборудования.

Новейшие самоходные погрузочные машины имеют ковш по­ вышенной емкости. По экономическим показателям длительной эксплуатации эти машины превосходят машины с загребающими лапами. Погрузочные машины фирм «Эймко», «Вагнер», «Каттерпиллер», «Коэринг» (США), «Атлас-Копко» (Швеция) имеют ем­ кость ковша 1,3—4 м3, грузоподъемность от 3—5 до 9,5 т, скорость передвижения до 45 км/ч, производительность до 500— 1000 т/смену. Благодаря автономности привода достигается высо­ кая мобильность и маневренность машин. Дизельные самоходные машины заправляются горючим под землей. Очистка воздуха от выхлопных газов осуществляется нейтрализаторами.

Одновременно увеличивается емкость самоходных вагонеток с

безрельсовые транспортные машины с дизельным приводом как

.кольцевого, так и челночного типа. Челночные машины передви­ гаются с одинаковыми скоростями в двух противоположных на­ правлениях без разворота в конечных пунктах. К ним относятся машины марки «Джой» 60 Е-5, ВСД-10, ВС-20, 14RC, 20RC, ANF,

ВС-20 Э, ВС-20 Д. К машинам кольцевого ДЕИження относятся автосамосвалы КрАЗ-25Б, МоАЗ. Безрельсовые транспортные машины делятся на автосамосвалы и самоходные вагонетки, раз­ гружающиеся с помощью конвейеров, расположенных в днище кузова.

Все самоходные транспортные машины применяются на шахтах Джезказгана. Сечение выработок для этих машин 16,7 м2, шири­ на их 4,5 м. Производительность транспортных самоходных машин

400—500 т/смену [88].

Основными факторами, влияющими на развитие систем разра­ ботки, являются:

1)уменьшение содержания металла в добытой руде, а также промышленного минимального содержания металла. Это способ­ ствует широкому применению экономичных систем разработки;

2)повышение цен на металлы, что позволило вовлечь в экс­ плуатацию ряд нерентабельных (в прошлом) месторождений и возобновить работы на рудниках, которые раньше по этой причине были законсервированы (в Канаде рудники «Титл-Коув», «Пинчи»,

вАвстралии — «Кобар») [3]. Вместе с тем повышение цен на ме­ таллы способствовало увеличению доли применения и менее эко­ номичных систем с креплением выработанного пространства;

3) совершенствование техники и технологии горных работ. В капиталистических странах удельный вес добычи руды раз­ личных систем разработки различен. Так, в США наибольшее распространение получили камерные системы разработки и этаж­ ное естественное обрушение (88%)- Содержание металла в руде при этой системе разработки невысокое. В Канаде и Японии при

12