РГР по системам разработки

vadikRGR222.docx

Горнотехнические условия . .5
Выбор системы разработки 5
Выбор комплекса очистного оборудования 7
Подсчет запасов руды в блоке 7
Расчет отбойки руды ..10
1 Расчет параметров БВР 10
2 Технико-экономические показатели отбойки руды .. 11
Поддержание выработанного пространства 13
График организации очистных работ 14
Проветривание блока ..16
Меры безопасности 19
Список используемой литературы 21
Системой разработки месторождения (или его части) называют совокупность подготовительных и очистных выработок и определенный порядок их проведения увязанный в пространстве и времени.
Правильно выбранной системой разработки считают систему отвечающую требованиям безопасности наибольшей экономичности и высокой интенсивности.
Требование экономичности предусматривает наименьшие потери и разубоживание полезного ископаемого при добыче наибольшее извлечение ценных компонентов и наименьшие затраты при последующей его переработке.
При разработке ценных руд особое внимание уделяется снижению разубоживания и потерь.
Руководствуясь данными принимаем решение о применении системы разработки горизонтальными слоями с твердеющей закладкой. Отработка блока производится сверху вниз.
Основная цель расчетно-графической работы – закрепить навыки расчета параметров системы разработки (допустимые размеры целиков и пролетов обнажений) допустимых пролетов обнажений пород.
Задачи расчетно-графической работы:
Выбрать систему разработки;
Рассчитать необходимые параметры.
Горнотехнические условия
Штокверко подобная рудная зона 30м. Угол падения 80º. Вмещающие породы характеризуются средней устойчивостью коэффициент крепости по шкале профессора М.М. Протодьяконова f = 9.
Руды неустойчивые их объемный вес 265 тм³. Руда повышенной ценности.
Выбор системы разработки
Системой разработки месторождения называется совокупность очистных и подготовительных выработок проводимых в определенном порядке и последовательности в толще полезного ископаемого и вмещающих породах.
Выбранная система разработки должна обеспечить: безопасность работ высокую производительность низкую себестоимость добычи минимум потерь при выемке.
При выборе системы разработки помимо перечисленных требований необходимо учитывать следующие факторы: физико-механические свойства руды и вмещающих пород форму и мощность рудных тел угол падения рудного тела глубину залегания рудного тела ценность руды степень механизации горных работ другие факторы.
Учитывая все факторы применяем систему разработки нисходящими горизонтальными слоями с твердеющей закладкой.
Сущность системы состоит в том что блок отрабатывают слоями сверху вниз создавая при этом искусственную кровлю с помощью твердеющей закладки. Каждый слой отрабатывают заходками – элементарной очистной выработкой. Отработанные заходки заполняют бетонной смесью так что после полной выемки слоя он оказывается заполненным твердеющей закладкой включая все слоевые выработки.
Для отработки рудного тела подготавливается единый блок шириной 32.7 м и длиной 120м имеющий систему вертикальных горизонтальных и наклонных транспортных и вентиляционных выработок.
При разработке блока системой горизонтальных нисходящих слоев с закладкой широко применяется электрические и дизельные самоходные погрузо-доставочные машины и бурильные установки.
К подготовительным выработкам в пределах блока относятся: откаточные штреки и орты; наклонный съезд; закладочные восстающие; рудоспуски; блоковые восстающие оборудованные лестничными отделениями. Все восстающие используются как вентиляционные выработки.
Нарезные работы проводят на каждом слое сущность их заключается в проведении слоевых ортов из которых производится очистная выемка. Из наклонного съезда на слой зарезается и проводится транспортный орт из которого проводится транспортный рудный штрек. Из транспортного штрека проводятся слоевые орты которые сбиваются с блоковыми восстающими.
Непосредственно началу очистной выемки на слое должна предшествовать полная сбойка слоевых ортов с блоковыми восстающими и слоевыми транспортными выработками.
После подготовки блока и нарезке слоевых выработок на первом (верхнем) слое приступают к очистной выемке.
Со слоевого орта зарезается очистная заходка и с применением буровзрывных работ отрабатывается до следующей линии или до границы блока.
По окончании выемки в заходку подается твердеющая смесь. Вторую заходку вынимают когда в соседней заложенной заходке закладочный массив достигнет необходимой прочности. В качестве закладки применяется твердеющая смесь. К проведению слоевых нарезных выработок в нижележащем слое приступают после окончания выемки и закладки верхнего слоя.
Направление отработки блока – нисходящее от верхнего слоя к нижнему слою. Высота этажа 37.2м. Длина блока 120м высота слоя 25м сечение заходок 25×25м.
Выбор комплекса очистного оборудования
Выбираю для бурения шпуров самоходную малогабаритную бурильную установку Минибур 1ФЭ фирмы SENDVIK TAMROK (Финляндия). Проветривание заходок осуществляется вентиляторами местного проветривания ВМ – 6м. Для доставки горной массы в блоках используется погрузочно-доставочная машина ТОRO-151 с дизельным приводом.
Подсчет запасов руды в блоке
Для определения количества руды выдаваемой из блока на каждой стадии горных работ а также для планирования объемов на данный период по данной системе разработки производится подсчет запасов руды в блоке.
Подсчет запасов производится на основании принятых размеров выработок камер и целиков и при помощи расчетной таблицы 1.
Потери руды будут происходить из-за неполной выемки руды по контактам с боковыми породами при оставлении в закладке и при проведении подготовительно-нарезных работ.
Объем руды потерянной в блоке при выполнении всех видов работ составляет - П =660 т.
Балансовые запасы руды в блоке составляют - Б = 31713 т.
Коэффициент потерь руды в блоке определяется по формуле:
где ΣП – суммарное количество потерянной руды в блоке при выполнении всех видов работ;
Б – балансовые запасы блока т.
Эксплуатационные запасы руды в блоке составляют Дбл = 31933 т. Объем примешанной пустой породы в блоке составляет В = 880 т.
Коэффициент разубоживания определяется по формуле:
где ΣБ – общее количество примешанной пустой породы т;
Дбл – эксплуатационные запасы блока т.
Удельный расход подготовительно-нарезных работ определяется по формуле:
где - суммарный объем подготовительных выработок в блоке м³
- суммарный объем нарезных выработок в блоке м³.
Таблица 1 — Подсчет запасов руды в блоке
Наименование выработок
Длина одной выработки м
эксплуатационные запасы т
Подготовительные выработки
Закладочный восстающий
Исходные данные для расчета отбойки руды: коэффициент крепости руды - 9 мощность штокверко подобной рудной зоны– 30 м сечение заходки – 625 м2.
Отработка слоевых заходок ведется буровзрывным способом бурение шпуров в забое производится самоходными бурильными установками Минибур 1ФЭ фирмы SENDVIK TAMROK (Финляндия).
Таблица 2 — Техническая характеристика бурильной установки Минибур 1ФЭ
Глубина бурения без замены штанг м
Емкость кабельного барабана м
Мощность двигателя кВт
Принимаем основное взрывчатое вещество Гранулит АС-4 в качестве патрона-боевика – Аммонит 6ЖВ.
Таблица 3 — Характеристика взрывчатых веществ Гранулит АС-4 и Аммонит 6ЖВ.
Теплота взрыва кДжкг
Идеальная работа взрыва кДжкг
Плотность заряжания гсм3
Работоспособность см3
1 Расчет параметров БВР
Принимаем глубину шпура равной 3м. Линия наименьшего сопротивления:
W=dшп [0785Δе(mqр)]05 (4)
где dшп – диаметр шпура м;
Δ – плотность заряда ВВ кгм3;
е – коэффициент пересчета эквивалентного заряда;
m – коэффициент сближения зарядов (10 – 115);
qр – расчетный удельный расчет ВВ кгм3;
где q1 – теоретический удельный расход q1=01f
f – коэффициент крепости руды;
е – коэффициент работоспособности;
b – коэффициент зажима (b=12 – 15);
– коэффициент структуры массива ( =1);
qр=019098151=103 кгм3
W=0043 [0785110008(1103)]05=11м.
Подвигание забоя за взрыв:
Масса заряда ВВ приходящаяся на 1м шпура:
где d – диаметр шпура м;
Δ – плотность заряда ВВ;
Kзр – коэффициент плотности заряжания шпуров (Kзр=115 – 12);
Qш=314004321100124=19 кгм.
2 Технико-экономические показатели отбойки руды
Объем отбиваемой горной массы:
где Sз – площадь поперечного сечения заходки м2;
γ – плотность руды тм3;
Vотб=6.2285265=56 т.
Находим общую глубину шпуров:
где Nгр – число горизонтальных рядов шпуров (Nгр=6);
Nвр – число вертикальных рядов шпуров (Nвр=5);
Определяем глубину шпуров на 1м3 отбойки руды:
где Lш – общая глубина шпуров м;
Vотб – объем отбитой горной массы т;
Выход руды с 1м шпура:
Определяем общий расход ВВ на отбойку:
где qш – масса заряда ВВ приходящаяся на 1м шпура кгм;
Lш – общая глубина шпуров м;
Kз – коэффициент заполнения шпуров;
Для уборки горной массы в забое очистной выработки и транспортирования ее до рудоспуска применяется погрузо-доставочная машина ТОRО-151 с дизельным приводом фирмы SENDVIK TAMROK (Финляндия).
Погрузо-доставочная машина ТОRО-151 предназначена для погрузки и транспортировки горной массы из проходческих и очистных выработок площадью сечения не менее 56 м² до рудоспусков или пунктов перегрузки.
Таблица 4 — Техническая характеристика ПДМ TORO-151
Высота с защитным козырьком мм
Вместимость ковша м3
Максимальная скорость кмч
Рудная масса отбитая при проведении очистной заходки обычным способом отгружается после ее отбойки погрузочно-доставочной машиной ТОRО-151 в ближайший рудоспуск.
Поддержание выработанного пространства
Важнейшим условием эффективного применения слоевой системы разработки является создание устойчивой искусственной кровли которая зависит от качества формирования нижнего несущего слоя твердеющей закладки. Нижний слой заливается в один прием толщиной не менее 1м составом твердеющей смеси с прочностью в 5 МПа. Верхнюю часть дозакладывают смесью с прочностью 1 МПа и пониженным расходом цемента. Полнота закладки очистных заходок составляет: первичные заходки – 100% вторичные – 70% в среднем 85%. Контроль прочности затвердевшей закладки в подрабатываемых заходках осуществляют с помощью дистанционного электрометрического метода.
Важную роль в приготовлении качественных закладочных смесей играет процесс подготовки компонентов.
В качестве заполнителя закладочной смеси используется природная песчано-гравийная смесь (ПГС).
Транспортировку приготовленных закладочных смесей производят самотечно-пневматическим трубопроводным транспортом непосредственно от закладочного комплекса.
При производстве закладочных работ используются деревянные перемычки обшитые мешковиной.
График организации очистных работ
Определяем расчетное время бурения шпуров:
Hбур – норма выработки по бурению мсм;
Расчетное время на заряжание шпуров пневмозарядчиком ЗП-1 при двух исполнителях:
где Lш - общая глубина шпуров м;
Hзар – норма выработки по заряжанию шпуров мсм;
Tзар=90 095393=022смены.
Определяем расчетное время на доставку отбитой горной массы:
Tдост=Vотб Hдост (15)
где Vотб - количество отбитой горной массы т;
Hдост – норма выработки по доставке тсм;
Tдост=56 702=08 смены.
По полученным результатам строем график организации работ в блоке таблица 5
Таблица 5 — График организации работ в блоке
Количество исполнителей чел
Продолжительность см.
Проветривание очистных блоков при нисходящей слоевой выемке с твердеющей закладкой должно обеспечивать: нормативные уровни производственных вредных факторов (ПВФ) на рабочих местах и в исходящей струе блока; минимальное воздействие параметров блоков на уровни ПВФ на других участках; рациональные и устойчивые схемы проветривания; эффективную систему контроля уровней ПВФ и работы вентиляционных устройств; своевременное извещение персонала и ответственных лиц о нарушениях режима проветривания.
Проветривание рабочего слоя в блоке осуществляется за счет общешахтной депрессии. Свежий воздух поступает с вентиляционного ствола по откаточному штреку откаточным ортам через ходовые (расположенные ближе к откаточному штреку) материальные и закладочные восстающие.
Подача свежего воздуха в очистные забои производится по вентиляционным трубопроводам с помощью вентиляторов местного проветривания. Подача свежего воздуха производится по всем рабочим заходкам. Проветривание подготавливаемых к закладке заходок прекращается только после возведения закладочных перемычек. Нерабочие еще не заложенные заходки отшиваются перемычками.
Для выдачи загрязненного воздуха из блока используются рудоспуски (верхняя часть) ходовые восстающие (расположенные ближе к откаточному штреку) наклонный съезд орты и штреки вентиляционного горизонта.
Проветривание очистной заходки при нисходящей слоевой выемке осуществляется нагнетательным способом с использованием вентилятора местного проветривания.
Отработанный воздух выдается на вентиляционный горизонт через блоковые восстающие и частично через наклонный съезд.
Необходимое количество воздуха для проветривания очистной заходки:
- по наибольшему числу людей:
где Qч – норма воздуха на одного человека м³мин.;
Nч – наибольшее число людей находящихся в заходке чел.;
Кз – коэффициент запаса.
Qл = 6 5 15=45 м³мин=075 м³сек.
- по пылевому фактору:
где n – минимальное число выработок выпуска
S – сечение выработки выпуска (слоевая выработка) Sсв = 67 м²;
vmin – минимальная скорость струи воздуха мсек.
Qп = 1 67 025=17 м³сек.
- по фактору газовыделения при взрывных работах:
где tпров – время проветривания выработки мин
Qвв – расход ВВ на взрыв кг
S – площадь поперечного сечения м²
L – максимальная длина заходки м.
Необходимое количество воздуха для проветривания выработки по наличию самоходного оборудования определяется по формуле:
Qд = 5·ΣN = 5 × 45 = 225 м³мин.= 375 м³сек. (19)
где ΣN – суммарная номинальная мощность двигателей л.с.
Показатель количества воздуха необходимого для проветривания очистной заходки по наличию самоходного оборудования с дизельным приводом является максимальным из рассчитанных поэтому его и принимают в качестве расчетного.
Производительность вентилятора определяется по формуле:
Qв = p ·Qр = 135 × 375 = 51 м³сек. (20)
где p – коэффициент утечек воздуха.
К установке принимаем вентилятор местного проветривания ВМ-6м.
Таблица 6 — Техническая характеристика вентилятора местного проветривания ВМ – 6м.
Диаметр рабочего колеса мм
Производительность м3сек
Расстояние от конца вентиляционного трубопровода до забоя не более 10м. В качестве вентиляционного трубопровода используются прорезиненный рукав диаметром 600 мм. Длина основных звеньев 20 м. Трубопровод прокладывается таким образом чтобы зазоры позволяющие избежать его повреждения движущимися машинами и переносным оборудованием и материалами составляли не менее 250 мм.
Рисунок 3. Схема проветривания очистной заходки.
– очистная заходка; 2 – слоевой орт; 3 – ходовой восстающий;
– вентилятор; 5 – вентиляционный трубопровод; 6 – свежая струя;
Работы в блоке должны вестись с соблюдением «ЕПБ при разработке рудных нерудных и россыпных месторождений» «ЕПБ при взрывных работах» и «Инструкций по безопасной эксплуатации самоходного оборудования с пневматическим приводом в подземных условиях».
При ведении очистных работ нужно соблюдать следующие условия:
Подготовительные и нарезные работы в блоке должны начинаться только после окончания проходки необходимых откаточных выработок (штреков ортов) с наличием в них сквозного проветривания от общешахтной вентиляционной струи;
При поочередном ведении очистных работ на подэтажах рудоспуска на уровне верхнего подэтажа следует надежно перекрывать а на нижнем отгораживать от незаложенных выработок;
При зарезке слоя из рудоспуска во время закладки оставшихся заходок и слоевого орта на отработанном слоя работы на новом слое не должны производится;
При длине зарезки более 10м рабочие забои проветривать вентилятором местного проветривания с прокладкой вентиляционных труб. Проветривание забоя при зарезке из рудоспуска должна производиться постоянно независимо от длины выработки;
На каждом слое очистные работы должны производиться так чтобы слоевой орт или первая заходка могли служить для подачи закладки в качестве аварийного выхода и для проветривания слоя;
Места разгрузки горной массы должны быть оборудованы водяными завесами.
В данной расчетно-графической работе были рассмотрены вопросы технологии очистной выемки при использовании системы разработки нисходящими горизонтальными слоями с закладкой выработанного пространства твердеющей смесью.
Выбраны наиболее оптимальные параметры подготовки блока к отработке данной системой. При выборе схемы подготовки учитывались характеристики применяемого самоходного оборудования.
На очистных работах применяется самоходные погрузо-доставочные машины ТОRО-151. На бурении шпуров применяется самоходная буровая каретка Минибур 1ФЭ оснащенная гидроперфоратором что позволяет повысить скорость и качество бурения шпуров в очистных забоях.
Основными достоинствами данной системы разработки являются: высокое извлечение руды при условии устранения потерь рудной мелочи в закладке; малое разубоживание руды; возможность сохранения земной поверхности и массива вмещающих пород; безопасность системы в пожарном отношении.
Основными недостатками системы являются: высокая трудоемкость работ в виду присутствия закладочных работ относительно высокая себестоимость руды.
Список используемой литературы
Агошков М. И. Борисов С. С. Боярский В. А. Разработка рудных и нерудных месторождений. М.: Недра 1983. – 600с.
Скорняков Ю. Г. Системы разработки и комплексы самоходных машин при подземной добычи руд. – М.: Недра 1978. – 230с.
Пирогов Г. Г. Современные системы подземной разработки рудных месторождений. Учеб. пособие: Чита: ЧитГУ 2003. – 181с.
Единые правила безопасности при подземной разработке рудных и россыпных месторождений. – М.: Недра 1996. – 223с.

Chertezh_6_Sistema_razrabotki.cdw

Условные обозначения
Вентиляционный восстающий;
Закладочный восстающий;
нисходящая слоевая выемка
с твердющей закладкой
Технология отчисной выемки