Дипломная работа на тему "Проект отработки запасов нижних горизонтов основной рудной залежи Орловского месторождения"

ГлавнаяГеология → Проект отработки запасов нижних горизонтов основной рудной залежи Орловского месторождения




Не нашли то, что вам нужно?
Посмотрите вашу тему в базе готовых дипломных и курсовых работ:

(Результаты откроются в новом окне)

Текст дипломной работы "Проект отработки запасов нижних горизонтов основной рудной залежи Орловского месторождения":


ЗАДАНИЕ

на выполнение дипломного проекта (работы)

Студенту

(фамилия, имя, отчество)

Тема проекта (работы): "Проект отработки запасов нижних горизонтов Основной рудной залежи Орловского месторождения"___________

утверждена приказом по университету: ____№ ____ от _____ 2002 г__

Специальная часть проекта: Выбор и обоснование систем разработки

Срок сдачи законченного проекта (работы): 25 мая 2002 г.

Исходные данные к проекту (работе): Принять к проектированию на подземную отработку нижних горизонтов (11-14) Основной рудной залежи Орловского месторождения запасы по состоянию на 01.01.2001 г. При выполнении диплома строго руководствоваться нормами и правилами безопасности и охраны труда, действующими на территории Республики Казахстан.

Перечень подлежащих разработке в дипломном проекте вопросов или краткое содержание дипломной работы: Геологическая характеристика месторождения, горная часть (состояние горных работ, производительность рудника, технологическое оборудование для проходческих и очистных работ, вскрытие нижних горизонтов, система разработки), горно-механическая часть, техника безопасности и технико-экономическая часть.

Перечень графического материала (с указанием обязательных чертежей):

1. Геология месторождения

2 - 4. Варианты схем вскрытия нижних горизонтов

5. Схема подготовки

6. Система разработки

7. Паспорт буровзрывных работ

8. Самоходное оборудование

9. Схема бетонозакладочного комплекса

Рекомендуемая основная литература:

1. Правила технической эксплуатации рудников, приисков и шахт, разрабатывающих месторождения цветных редких и драгоценных металлов. - М.: Недра, 1981. - 109 с.

2. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом. - М.: Недра, 1976. - 224 с.

3. Единые правила безопасности при взрывных работах. М.: Недра, 1992.

4. Нормы технологического проектирования рудников цветной металлургии с подземным способом разработки, ВНТП 37-86. - М.: Минцветмет СССР, 1986. – 212 с.

5. Именитов В. Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений. - М.: Недра, 1984. – 504 с.

Дата выдачи задания: 19 февраля 2002 г.

Заведующий кафедрой _______________В. Х. Кумыков

Руководитель проекта _______________А. И. Ананин

Задание принял к исполнению студент _______________

Дата 19 февраля 2002 г.


АННОТАЦИЯ

В данном дипломном проекте рассмотрены вопросы подземной отработки запасов нижних горизонтов (11-14) Основной рудной залежи Орловского месторождения.

Рассмотрены вопросы вскрытия, подготовки и системы разработки. Горно-механическая часть содержит вопросы выбора самоходного и подъемного оборудования, водоотлива и вентиляции.

Специальной частью проекта является выбор и обоснование системы разработки для отработки нижних горизонтов Орловского рудника.

Диплом изложен на __ стр. и содержит __ таблиц и рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ

введение

1. общие сведения о месторождении, проектные

решения и состояние горных работ

2. горно-геологическая и горно-техническая

характеристика орловского месторождения

НА НИЖНИХ ГОРИЗОНТАХ

2.1. Горно-геологические условия месторождения

2.1.1. Запасы месторождения и кондиции

2.1.2. Горно-геологическая характеристика, условия

залегания рудных тел и качественная характеристика руд

2.2. Горно-технические условия месторождения

2.2.1. Физико-технические свойства руд и вмещающих пород

2.2.2. Устойчивость руд и вмещающих пород

2.2.3. Оценка степени удароопасности месторождения

2.2.4. Газоносность месторождения, склонность к самовозгоранию

руд и вмещающих пород, взрывоопасность сульфидной пыли

и силикозоопасность

3. обоснование технологии горных работ

3.1. Способ и общая схема разработки

3.2. Зона влияния подземных работ на поверхность

4. вскрытие запасов орловского месторождения

ниже 11 горизонта

4.1. Первый вариант вскрытия нижних горизонтов

4.2. Второй вариант вскрытия нижних горизонтов

4.3. Третий вариант вскрытия нижних горизонтов

4.4. Выбор оптимального варианта вскрытия

5. рекомендации по выбору сечений, способа и

параметров крепления горных выработок

6. системы разработки

6.1. Выбор систем разработки

6.2. Отработка запасов 12¸13 горизонтов Основной залежи

6.2.1. Горно-геологическая и горно-техническая

характеристика 12 горизонта Основной залежи

6.2.2. Подготовка выемочного участка

6.2.3. Порядок отработки выемочного участка

6.2.4. Нисходящая слоевая система разработки с закладкой

выработанного пространства твердеющими смесями

6.2.5. Подэтажно-камерная система разработки с закладкой

выработанного пространства твердеющими смесями

7. производительность рудника

7.1. Обоснование параметров выемочной единицы

7.2. Подготовка и отработка выемочной единицы

7.3. Годовая производительность рудника

8. механизация основных и вспомогательных работ

8.1. Механизация горно-проходческих и очистных работ

8.2. Механизация вспомогательных и ремонтно-монтажных работ

9. технология закладочных работ

9.1. Требования к закладочным смесям

9.2. Закладочное хозяйство

9.3. Объемы закладочных работ

9.4 Закладочные материалы

9.5. Трубопроводный транспорт

10. вентиляция, промсанитария и

борьба с пылью

10.1. Анализ состояния проветривания рудника

10.2. Расчет необходимого количества воздуха и выбор

схемы проветривания

10.3. Борьба с пылью, охрана труда и промсанитария

11. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

11.1. Требования безопасности на отдельных технологических

процессах

11.2. Техника безопасности и охрана труда

11.3. Экологичность проекта

12. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий проект выполнен в соответствии с заданием на дипломное проектирование.

Исходными данными для разработки проекта явились Генеральный подсчет запасов Орловского месторождения [1] и баланс запасов нижних горизонтов.

Проект разработан с учетом требований действующих "Правил технической эксплуатации рудников, приисков и шахт, разрабатывающих месторождения цветных, редких и драгоценных металлов" (ПТЭ) [2], "Единых правил безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом" (ЕПБ) [3], ЕПБ при взрывных работах [4], "Норм технологического проектирования рудников цветной металлургии с подземным способом разработки" [5], СНиП П-94-80 [6] и "Инструкции по безопасному применению самоходного (нерельсового) оборудования в подземных рудниках" [7].

Проектом определено, что при условии своевременного проведения работ по подготовке и вводу в эксплуатацию новых горизонтов годовая производительность нижних горизонтов Основной рудной залежи Орловского рудника будет поддерживается на уровне 0,7 млн. т без учета затухания работ на залежи.

Принятые проектом схемы вскрытия, вентиляции, параметры основных технологических процессов и конструктивные элементы систем разработки приняты на основе расчетов и обобщения отечественного и зарубежного опыта отработки месторождений со сходными горно-геологическими и горно-техническими условиями, а также учитывают опыт отработки Орловского рудника.

В специальной части проекта освящены вопросы выбора систем разработки и сделано обоснование параметров их конструктивных элементов.

1. Общие сведения о месторождении, проектные решения и состояние горных работ

Орловское месторождение расположено на территории Восточно-Казахстанской области в 135 км на северо-запад от областного центра – г. Усть-Каменогорска и в 40 км к северо-востоку от районного центра г. Бородулихи (рис.1.1 и 1.2).

Месторождение разрабатывается одноименным рудником, входящим в состав Жезкентского горно-обогатительного комбината (пос. Жезкент).

Рудник связан с г. г. Усть-Каменогорском и Семипалатинском автомобильной дорогой. В 10 км от месторождения находится г. Горняк (Россия) и железнодорожная станция Неверовская.

Район характеризуется равнинным рельефом. Климат резко континентальный. Максимальная температура составляет плюс 380С, минимальная - минус 450С. Среднегодовое количество осадков 379 мм. Продолжительность зимнего периода с 25 октября по 20 апреля.

Гидросеть в районе месторождения отсутствует. Ближайшая речка Золотуха находится в 12 км к востоку от месторождения. Карстовые явления не отмечены, оползни и сели не характерны. Сейсмичность района 6 баллов.

Местная топливно-энергетическая база отсутствует, уголь и лес доставляются по железной дороге. Энергоснабжение рудника производится от питающего центра "Шульбинская ГЭС" по ЛЭП 220 Л-207 протяженностью 72,3 км. Входная подстанция "Жезкент" с трансформатором АТ-63 МВА.

Теплоснабжение и обеспечение горячей водой промышленных объектов осуществляется от Жезкентской котельной.

Район ориентирован на сельскохозяйственное производство. Рабочей силой предприятие обеспечивается за счет населения п. Жезкент, прилежащих сел и частично г. Горняк.

В 1966 г. Казгипроцветметом выполнено проектное задание "Строительство Орловского рудника" [8]. Мощность Орловского рудника по добыче руды с применением переносного оборудования определена в объеме 1500 тыс. т в год.

В 1980 г. Казгипроцветметом выполнен технический проект "Вскрытие нижних горизонтов для восполнения выбывающих мощностей Орловского рудника" [10], в котором предусмотрены решения по дальнейшей отработке запасов Орловского месторождения до 11 горизонта.

В 1983 г. Казгипроцветмет выполнил корректировку проектного задания "Строительство Орловского рудника" [11]. Проект обосновывал снижение годовой производительности рудника с 1500 до 1300 тыс. т в связи с выявившимися более сложными горно-техническими условиями и связанным с этим переходом на менее производительные подэтажно-камерную и слоевую системы разработки. Вместе с тем в этом проекте показана возможность увеличения годовой производительности рудника до 1500 тыс. т за счет вовлечения в отработку запасов залежи "Новая", вскрытие которой предусматривалось начать в 1986 г.

В 1991 г. Казгипроцветметом разработан проект "Вскрытие и отработка залежи "Новая" [13]. Производительность рудника с подключением к отработке запасов руды залежи "Новая" составляет 1300 тыс. т в год, в том числе с залежи "Новая" – 700 тыс. т в год. Для отработки приняты освоенные на руднике нисходящая слоевая (90 %) и подэтажно-камерная (10 %) системы разработки. Общее расчетное количество воздуха для проветривания определено в объеме 340 м3/с.

В 1997 г. Казгипроцветметом выполнен проект "Вскрытие и отработка нижних горизонтов Орловского месторождения" [14], который является корректировкой горно-технологической части ранее выполненных технических проектов. Необходимость выполнения этого проекта обусловлена отставанием строительства промышленных объектов рудника, изменением технических решений в части вскрытия нижних горизонтов, режима работы рудника и типа применяемого технологического оборудования. Проектом показана возможность увеличения годовой производительности рудника с 1300 до 1500 тыс. т руды.

К настоящему времени Орловское месторождение вскрыто до 11 горизонта центрально расположенными стволами шахт "Орловская" и "Скиповая" и расположенными на флангах стволами шахт "Северная" и "Южная".

Ствол шахты "Орловская" диаметром в свету 6,5 м пройден до 12 горизонта, оборудован двумя одноклетевыми подъемами и служит для спуска-подъема людей, материалов, оборудования и подачи свежего воздуха в количестве до 230 м3/с.

Ствол шахты "Скиповая" диаметром в свету 5 м пройден до 12 горизонта, оборудован двухскиповым рудным и односкиповым породным подъемами.

Ствол шахты "Северная" диаметром в свету 5 м пройден до 11 горизонта, оборудован одноклетевым подъемом и служит для подачи свежего воздуха в количестве до 120 м3/с и аварийного подъема людей.

Ствол шахты "Южная" диаметром в свету 5 м пройден до 10 горизонта, оборудован одноклетевым подъемом и служит для выдачи загрязненного воздуха в количестве до 249 м3/с и аварийного подъема людей.

Ствол шахты "Новая" диаметром в свету 7 м пройден на глубину 100 м от поверхности. Дальнейшая проходка его приостановлена в связи со сложными гидрогеологическими условиями.

2. горно-геологическая и горно-техническая характеристика ОСНОВНОЙ ЗАЛЕЖИ орловского месторождения НА НИЖНИХ ГОРИЗОНТАХ

2.1. Горно-геологические условия месторождения

2.1.1 Запасы месторождения и кондиции

Запасы Орловского месторождения утверждены ГКЗ СССР в 1967 г.

Промышленные кондиции на руды Орловского месторождения утверждены ГКЗ СССР в 1964 г. Они предусматривают:

минимальное промышленное содержание условной меди для оконтуривания балансовых запасов – 1 %;

переводные коэффициенты в условную медь: для меди – 1; для свинца – 0,4, для цинка (с учетом кадмия) - 0,4;

при пересчете в условную медь не учитывать содержания в пробах менее: для меди – 0,2 %; для свинца - 0,1 %; для цинка – 0,5 %;

минимальная мощность рудных тел, включаемых в подсчет запасов, для крутопадающих (более 300) – 1 м и пологопадающих – 1,6 м; при меньшей мощности, но высоком содержании руководствоваться соответствующим метропроцентом;

максимальная мощность внутрирудных прослоев пород и некондиционных руд, включаемых в контур запасов, для крутопадающих и пологопадающих рудных тел – 2 м;

бортовое содержание условной меди для подсчета запасов забалансовых руд – 0,5 %;

Состояние запасов Орловского месторождения по залежи "Основная" на 1.01.2002 г. приведено в таблице 2.1.

Таблица 2.1 Состояние запасов по залежи "Основная"

--------------------------------------------------
Горизонт | Руда, тыс. т |
---------------------------------------------------------
1 | 853,4 |
---------------------------------------------------------
2 | 88,1 |
---------------------------------------------------------
3 | 41,4 |
---------------------------------------------------------
4 | 371,9 |
---------------------------------------------------------
5 | 263 |
---------------------------------------------------------
7 | 400,2 |
---------------------------------------------------------
8 | 231,4 |
---------------------------------------------------------
9 | 1700,2 |
---------------------------------------------------------
10 | 1937,7 |
---------------------------------------------------------
11 | 3933,5 |
---------------------------------------------------------
12 | 2850,4 |
---------------------------------------------------------
13 | 1391,1 |
---------------------------------------------------------
14 | 137,9 |
---------------------------------------------------------

Итого

|

14200,2

|
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

К проектированию дипломным проектом приняты запасы 11-14 горизонтов – 8312,9 тыс. тонн руды Основной рудной залежи.

2.1.2 Горно-геологическая характеристика, условия залегания рудных тел и качественная характеристика руд

Орловское месторождение расположено в юго-западной части Золотушинско-Орловского рудного поля в висячем боку Иртышского глубинного разлома.

Месторождение сложено метаморфизованными образованиями верхнего ордовика и вулканогенно-осадочными отложениями среднего и верхнего девона. Преобладающее развитие имеют породы среднего девона, которые подразделяются на лосишинскую и таловскую свиты.

Лосишинская свита сложена алевролитами и алевропилитами с прослоями туфогенных алевролитов, туфов, туффитов, альбит-порфиров и лавобрекчий кислого состава. Мощность свиты меняется от 200-250 до 800 м.

Таловская свита представлена преимущественно эффузивами кислого состава: кварцевыми порфирами, лавобрекчиями кварцевых альбит-порфиров, реже туфами кислого состава. Мощность свиты – 500 м.

Повсеместно распространены кайнозойские отложения, представленные суглинками, песками и глинами. Суммарная мощность рыхлых отложений достигает 120 м.

Интрузивные образования представлены субвулканическими фельзитовидными альбит-порфирами средне-верхнедевонского возраста и плагиогранит-порфирами, гранодиорит-порфирами змеиногорского комплекса. Ряд интрузивных пород завершается комплексом малых интрузий постзмеиногорского возраста – дайками диабазовых, диоритовых порфиритов и микрогранодиорит-порфиров.

Структура месторождения представляет собой тектонический блок горст-антиклинарного типа. Восточной границей месторождения служит крутопадающий субмеридиональный Восточный разлом, с севера месторождение обрамлено массивом гранодиоритов, юго-западной границей является Березовский надвиг.

Рудоконтролирующим на Орловском месторождении является контакт лосишинской и таловской свит. В процессе рудоотложения вмещающие породы подверглись гидротермальному метаморфизму, выразившемуся в образовании хлоритовых, серицитовых, хлорит-карбонатных и кварцевых метасоматитов. Мощность измененных пород колеблется от первых метров до 100-150 м и более. Зона околорудных метасоматитов имеет асимметричное строение: мощность ее в лежачем боку рудных тел в 3-10 раз превосходит мощность в висячем боку. Длина зоны околорудных метасоматитов по простиранию превышает длину рудных тел не менее чем на 600-700 м, а в ширину она примерно в 1,5 раза больше мощности рудных тел. Характерна частая перемежаемость пород: лав и лавобрекчий риолитов, туфов и туффитов кислого состава, серицитов, хлоритолитов по лавам андезито-базальтового состава. Общее субмеридиональное простирание рудовмещающей зоны к северу сменяется на северо-восточное.

Рудные тела представлены сложными межпластовыми залежами, залегающими на глубине от 70 до 1200 м от поверхности.

Продуктивный контакт и подстилающая рудную зону толща пород осложнены дополнительной складчатостью и двумя основными системами тектонических нарушений субмеридионального и субширотного направлений. Наиболее крупный широтный разлом проходит между Вторым и Третьим рудными телами, ограничивая в то же время Первое рудное тело и залежь "Новую" с юга.

В пределах Орловского месторождения разведаны рудные залежи "Основная", "Новая", "Громовская" и ряд обособленных линз (линзы №№ 45, 46 и другие).

Основная залежь состоит из четырех сопряженных через тектонические нарушения рудных тел, залегающих на глубине от 70 до 700 м. Залежь имеет северо-восточное простирание.

Первое рудное тело расположено в прикупольной части антиклинальной складки на глубине 70-175 м и выходит непосредственно под рыхлые отложения. Максимальная мощность его (44 м) отмечается в южной части, в направлении к северному флангу рудное тело выклинивается. Длина его по простиранию – 300 м, по падению ( в среднем) – 145 м (максимальная до 180 м). Средняя мощность – 19 м, угол падения – 30-650 на запад.

Второе рудное тело делится на две части: пологую и крутую. Крутопадающая часть, соприкасающаяся с Первым рудным телом, приурочена к флексурному изгибу, имеет длину по простиранию около 300 м, по падению – 180-200 м, мощность ее изменяется от 1 до 15 м и составляет в среднем 8 м. Основная часть запасов (95 %) находится в нижней пологой части, залегающей на глубинах 350-700 м от поверхности. Второе рудное тело падает на запад под углом 20-450. Длина его по простиранию составляет 660 м, по падению – около 400 м, средняя мощность пологой части 35 м.

Третье рудное тело локализуется на продолжении Второго рудного тела на юго-запад. По простиранию оно разведано на 250 м при ширине 200 м. Угол падения его составляет 20-450, средняя мощность – 16,2 м. В генеральном подсчете запасов [1] Третье рудное тело объединено с Четвертым. В висячем и лежачем боках рудных тел Основной залежи разведано свыше двух десятков мелких линз. Линзы располагаются как среди эффузивов надрудной толщи, так и среди кремнистых алевролитов лежачего бока рудной зоны. Промышленный тип месторождения – колчеданно-полиметаллический. Основными полезными компонентами руд месторождения являются медь, цинк, свинец. Подчиненное значение имеют золото, серебро, кадмий, селен, сера пиритная, барит.

По структурно-текстурным особенностям в сульфидных рудах четко выделяются сплошные и вкрапленные разновидности, которые в свою очередь по минералогическому составу подразделяются на медно-колчеданные, медно-цинковые и полиметаллические. В названных типах руд отмечены разности, ха - рактеризующиеся преобладанием какого-либо основного минерала. Так, среди медно-колчеданных руд наблюдаются серно-колчеданные, а среди сплошных полиметаллических – барит-полиметаллические. В таблице 2.2 приведена классификация основных природных типов руд, предложенная ВНИИцветметом [15], в основу которой положено содержание основных полезных компонентов.

Таблица 2.2 - Классификация природных типов руд

--------------------------------------------------
Типы руд | Содержание основных металлов, % |
---------------------------------------------------------
Cu | Pb | Zn |
---------------------------------------------------------
Барит-полиметаллические | более 0,5 | более 0,6 | более 1,0 |
---------------------------------------------------------
Медно-цинковые | более 1,0 | менее 0,6 | более 1,0 |
---------------------------------------------------------

Сплошные и вкрапленные

медно-колчеданные

| более 1,0 | менее 0,2 | менее 1,0 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

В первичных сульфидных рудах основными рудными минералами являются халькопирит, сфалерит, галенит, пирит; второстепенными – магнетит и барит. Нерудные минералы представлены кварцем, хлоритом, серицитом, карбонатом и реже флюоритом.

В зоне окисления основными рудными минералами являются ковеллин, халькозин, борнит, англезит, церуссит, плюмбоярозит. Кроме них присутствуют гидрогетит, гетит и ярозит. Нерудные минералы представлены опалом, реже халцедоном, кварцем, галлуазитом.

В рудной зоне Орловского месторождения выделенные природные типы сульфидных руд распространены повсеместно. В их распределении наблюдается четкая закономерность, которую можно использовать при планировании горных работ и эксплуатации месторождения. Барит-полиметаллические руды сосредоточены на контакте с породами висячего бока в верхней части рудной зоны, они подстилаются медно-цинковыми, которые в свою очередь сменяются в направлении к контакту с породами лежачего бока сплошными, а затем вкрапленными медно-колчеданными рудами. Эта четкая зональность по мощности рудной залежи хорошо прослежена в центральной и северной части месторождения. На южном фланге она усложняется перемежаемостью барит-полиметаллических и медно-цинковых, медно-колчеданных и медно-цинковых руд. Сплошные медно-колчеданные руды могут иногда залегать внутри контура вкрапленных, но всегда в висячем боку зоны распространения медно-колчеданных руд. Выше барит-полиметаллических руд на отдельных участках отмечаются небольшие линзы вкрапленных медно-цинковых и медно-колчеданных руд. Указанные нарушения зональности носят локальный характер, определяющим же является упорядоченное, зональное залегание природных типов руд.

Природные типы руд обычно не образуют изолированных рудных тел и залегают совместно в единой рудной зоне. Мелкие линзовидные рудные тела выявлены на флангах рудной зоны в висячем и, в основном, в лежачем боку. Длина таких линз по простиранию от 20-25 до 100-150 м при мощности от 2-3 до 10-12 м. По падению они прослежены на расстояние от 50-60 до 150-200 м. В контуре единой рудной залежи природные типы руд обособляются в виде линзовидных тел или плит протяженностью по простиранию от 30-40 до 500-560 м, по падению – от 100-120 до 550-600 м при мощности от 5-10 до 40-50 м. Среди сплошных руд наиболее крупные массивы слагают барит-полиметаллические руды, самые мелкие – медно-колчеданные. Вкрапленные медно-колчеданные руды залегают у лежачего бока рудной залежи почти непрерывной плитой мощностью до 50 м. Здесь же сосредоточены и наиболее многочисленные линзовидные тела.

2.2. Горно-технические условия месторождения

2.2.1 Физико-технические свойства руд и вмещающих пород

Анализ показывает, что свойства одних и тех же разновидностей руд и пород с глубиной значительно изменяются. В таблице 2.3 приведены пределы изменения и прочности пород на одноосное сжатие.

Таблица 2.3 - Изменение прочности руд и пород Орловского месторождения с глубиной

--------------------------------------------------
Породы и руды |

Глубина отбора проб, м

|
---------------------------------------------------------
200¸300 | 300¸700 |
---------------------------------------------------------
Прочность на одноосное сжатие МПа |
---------------------------------------------------------
от | до | среднее | от | до | среднее |
---------------------------------------------------------
Лавобрекчии альбит-порфиров | 26 | 145 | 56,8 | 61 | 134 | 108,6 |
---------------------------------------------------------
Лавы альбит-порфиров | 32 | 170 | 76,4 | 127 | 127 | 127 |
---------------------------------------------------------
Кварцевые альбит-порфиры | 50 | 189 | 129,4 | 100 | 236 | 153,6 |
---------------------------------------------------------
Плагиоклазовые порфиры | 56 | 104 | 74 | 65 | 89 | 77 |
---------------------------------------------------------
Алевролиты глинисто-кремнистые | 24 | 227 | 80,4 | 110 | 145 | 129 |
---------------------------------------------------------
Алевролиты кремнистые | 13 | 228 | 71 | 77 | 152 | 120,2 |
---------------------------------------------------------
Туфоалевропесчаники | 29 | 183 | 100,7 | 70 | 70 | 70 |
---------------------------------------------------------
Хлоритовые породы | 8 | 80 | 38,6 | 35 | 92 | 64,6 |
---------------------------------------------------------
Сплошная барит-полиметаллическая руда | 25 | 142 | 63,3 | 127 | 135 | 130,6 |
---------------------------------------------------------
Вкрапленная медно-колчеданная руда в хлоритолитах | 39 | 73 | 54,65 | 142 | 185 | 165,9 |
---------------------------------------------------------
Сплошная медно-колчеданная руда | 32 | 32 | 32 | 199 | 243 | 221 |
---------------------------------------------------------
Сплошная медно-цинковая руда | 13 | 23 | 14,7 | 262 | 262 | 262 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

В таблице 2.4 приведены усредненные плотностные, прочностные и упругие свойства основных разновидностей руд и пород месторождения в околорудной и рудной зонах.

Таблица 2.4 - Усредненные физико-механические свойства руд и пород

--------------------------------------------------

Породы и руды

|

Предел прочности на сжатие sсж, МПа

|

Предел прочности на растяжение sр, МПа

|

Динамический модуль упругости Е´10-4, МПа

| Коэффициент Пуассона m |

Объемный вес g, МН/м3

|
---------------------------------------------------------
Альбит-порфиры | 96 | 15 | 7,6 | 0,22 | 0,0271 |
---------------------------------------------------------
Алевролиты глинисто-кремнистые | 73 | 7 | 7,2 | 0,18 | 0,0275 |
---------------------------------------------------------
Алевролиты кремнистые | 127 | 14 | 8,5 | 0,23 | 0,0287 |
---------------------------------------------------------
Туфоалевропесчаники | 106 | 8 | 8,5 | 0,25 | 0,028 |
---------------------------------------------------------
Туфоалевролиты | 63 | 4 | 5,8 | 0,15 | 0,0292 |
---------------------------------------------------------
Сплошная барит-полиметаллическая руда | 113 | 11 | 12,9 | 0,21 | 0,0464 |
---------------------------------------------------------
Вкрапленная медно-колчеданная руда в метасоматитах | 60 | 7 | 9,9 | 0,26 | 0,0316 |
---------------------------------------------------------
Вкрапленная медно-колчеданная руда в хлоритолитах | 54 | 3 | 9,8 | 0,15 | 0,0393 |
---------------------------------------------------------
Вкрапленная медно-колчеданная руда в кремнистых алевролитах | 113 | 10 | 8,4 | 0,22 | 0,029 |
---------------------------------------------------------
Медно-колчеданная руда | 123 | 18 | 12,5 | 0,23 | 0,0435 |
---------------------------------------------------------
Сплошная полиметаллическая руда | 149 | 8 | 14,0 | 0,25 | 0,0450 |
---------------------------------------------------------
Сплошная медно-цинковая руда | 128 | 11 | 14,8 | 0,24 | 0,0468 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Из всего разнообразия горно-технологических свойств руд и пород в лабораторных условиях оценивалась только их часть: коэффициенты крепости и хрупкости, абразивность и контактная прочность.

Крепость пород по М. М. Протодьяконову (таблица 2.5) оценивалась по прочности образцов на одноосное сжатие. Коэффициент хрупкости рассчитывался по отношению пределов прочности породы при сжатии и растяжении. Абразивность определялась методом истирания стального стержня.

Таблица 2.5 - Крепость пород и руд Орловского месторождения --------------------------------------------------
Породы и руды | Коэффициент крепости по М. М. Протодьяконову |
---------------------------------------------------------
Породы висячего бока |
---------------------------------------------------------

Кварцевые альбит-порфиры

| 10-14 |
---------------------------------------------------------
Лавобрекчии кварцевых альбит-порфиров | 7-11 |
---------------------------------------------------------

Лавобрекчии кварцевых альбит-порфиров

(гидротермально измененные)

| 4-5 |
---------------------------------------------------------
Кремнистые алевролиты | 7-8 |
---------------------------------------------------------
Алевролиты, туфогенные алевропесчаники | 5-6 |
---------------------------------------------------------
Туфы разного состава | 9-10 |
---------------------------------------------------------
Рудная зона |
---------------------------------------------------------

Сплошные медно-колчеданные, медно-цинковые и

баритсодержащие руды

| 8-12 |
---------------------------------------------------------
Вкрапленные руды | 5-9 |
---------------------------------------------------------
Вкрапленные окремненные руды | 10-11 |
---------------------------------------------------------
Хлоритовые породы (хлоритолиты) | 1-3 |
---------------------------------------------------------
Породы лежачего бока |
---------------------------------------------------------

Каолиновые породы

| 1-2 |
---------------------------------------------------------
Хлоритовые породы (хлоритолиты) | 2-4 |
---------------------------------------------------------
Алевролиты глинистые | 4-6 |
---------------------------------------------------------
Микрокварциты | 8-10 |
---------------------------------------------------------
Туфопесчаники | 4-6 |
---------------------------------------------------------
Жильные породы |
---------------------------------------------------------
Диабазовые порфириты | 5-6 |
---------------------------------------------------------

Плагиоклазовые гранит-порфиры

| 9 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Коэффициент хрупкости для руд и пород Орловского месторождения изменяется в широких пределах от 4 до 12. К наиболее хрупким отнесены сплошные разновидности руд и вкрапленные медно-колчеданные руды по кварцитам, а также кремнистые алевролиты.

Контактная прочность изменяется от 7 до 200 кГ/мм2. Наибольшей контактной прочностью обладают кварц-альбитовые порфиры и туфы кислого состава. Наименьшей – кварц-карбонат-хлоритовая порода и халькопирит-пиритовые руды.

По абразивности, в соответствии со шкалой Барона Л. И., большинство руд и пород месторождения отнесены к IV классу (19¸30 мг) – среднеабразивные.

2.2.2 Устойчивость руд и вмещающих пород

Устойчивость обнажений руд и пород зависит от их прочности, трещиноватости, тектонической нарушенности, степени хлоритизации и серицитизации, а также от времени существования обнажений и глубины разработки. В основу районирования по устойчивости положена классификация ВНИМИ, согласно которой все руды и породы подразделяются на четыре категории устойчивости (таблица 2.6).

Таблица 2.6- Устойчивость руд и пород Орловского месторождения

--------------------------------------------------
Категория |

Наименование руд

и пород

| Характерные квалификационные признаки | Коэффициент крепости, f |
---------------------------------------------------------
Устойчи-вые | Сплошные барит-полиметаллические руды, кварцевые альбитпорфиры, плагиогранитпорфиры | Монолитные, оруденелые, окварцованные породы, отсутствие открытых трещин, расстояние между трещинами не менее 200 мм | 13 - 18 |
---------------------------------------------------------
Среднеустойчивые | Сплошные медно-цинковые руды, сплошные медно-колчеданные руды, алевролиты, кремнистые измененные туфы | Массивные, сланцеватые руды и породы с несколькими системами трещин, расстояние между трещинами 100 мм. | 10- 17 |
---------------------------------------------------------
Слабоустойчивые | Вкрапленные руды в алевролитах, туфопесчаники, алевропесчаники, алевролиты кремнисто-глинистые | Нарушенные руды и породы, имеющие до трех систем трещин, расстояние между ними менее 100 мм. | 6 - 17 |
---------------------------------------------------------
Неустойчивые | Вкрапленные руды в хлоритолитах, туфогенно-осадочные породы, хлоритовые и серицитовые породы | Тектонически ослабленные породы, имеющие не менее 3-х систем трещин с расстоянием менее 25 мм | 3 - 5 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Установлено, что на 7¸11 горизонтах преобладают три категории устойчивости руд и пород: устойчивые, средней устойчивости, неустойчивые. В незначительном объеме встречаются весьма устойчивые и весьма неустойчивые породы и руды.

2.2.3 Оценка степени удароопасности месторождения

Орловское месторождение по заключению ВНИМИ с глубины 600 м отнесено к склонным к горным ударам.

Сплошные барит-полиметаллические руды, медно-цинковые, сплошные и вкрапленные по кварцитам медно-колчеданные руды отнесены к склонным к динамическим проявлениям горного давления. Вмещающие породы по упругим свойствам и характеру разрушения отнесены, за редким исключением, к не склонным к горным ударам.

В процессе отработки запасов девятого и десятого горизонтов (глубина 500¸550 м) были отмечены случаи динамических проявлений горного давления в виде интенсивного заколообразования, "шелушения" и стреляния пород, количество которых возрастало по мере увеличения глубины разработки. Эти явления имеют место, когда:

-  отрабатывается рудный слой (кровля и почва слоя представлены рудой) и отработано более 3/4 запасов слоя;

-  работы ведутся вблизи висячего бока по сплошным барит-полиметаллическим, медно-цинковым или медно-колчеданным рудам;

-  работы ведутся за пределами защищенной зоны, образованной отработкой вышележащих или нижележащих горизонтов;

-  динамические явления наблюдаются в выработках, пройденных во временных рудных целиках.

В соответствии с "Инструкцией по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях, склонных к горным ударам" [36] вскрытие, подготовка и порядок отработки залежей, опасных по горным ударам, должны осуществляться с соблюдением следующих принципов:

-  вскрытие месторождения, подготовку и отработку рудных тел (залежей) производить при минимальной изрезанности рудного массива, обеспечивая планомерное извлечение запасов без образования участков, целиков с концентрацией напряжений, способных вызвать горный удар;

-  выбор мест расположения стволов шахт и выработок околоствольного комплекса осуществлять в неудароопасных или наименее опасных породах;

-  горные выработки проходить преимущественно в направлении наибольшего из напряжений, действующих в массиве горных пород;

-  горные работы следует вести без оставления жестких целиков преимущественно расходящимися фронтами очистной выемки или с отработкой одним фронтом от фланга к флангу;

-  осуществлять меры разгрузки массива от повышенных концентраций напряжений с использованием опережающей надработки или подработки, методов локальной разгрузки, придания искусственной податливости конструкции.

-  проект на отработку месторождения должен содержать разделы, касающиеся мер по прогнозированию и предотвращению горных ударов.

2.2.4 Газоносность месторождения, склонность к самовозгоранию руд и вмещающих пород, взрывоопасность сульфидной пыли и силикозоопасность Орловском месторождение не является газоопасным.

Отдельные участки месторождения отнесены к пожароопасным по ряду факторов:

-  большая мощность и крутое падение рудных тел;

-  приуроченность рудной залежи к области дизъюнктивного тектонического нарушения и наличие пострудных сбросов, которым сопутствуют участки мелко раздробленной перетертой руды мощностью до 3¸4 м;

-  высокое содержание в сплошных рудах пожароопасных минералов: пирита, халькопирита, сфалерита;

-  значительное развитие в рудах мельниковит-пирита и легковоспламеняемой разновидности сульфида железа;

-  присутствие в рудах ксиломорфных текстур, характеризующихся высокой пористостью;

-  высокая окислительная способность руд, установленная термографическими исследованиями;

-  значительная пористость руд, повышающая поверхность окисления.

Исследования ВНИИцветмета показали, что при содержании серы в руде 35 % и выше, мощности рудных тел 15¸30 м и кислых шахтных водах (рН в воде на Орловском руднике достигает 2,2) создаются благоприятные условия для самопроизвольного загорания и взрыва аммиачно-селитренных ВВ. Поэтому Орловское месторождение отнесено к категории взрывоопасных в отношении самопроизвольных взрывов аммиачно-селитренных ВВ. В этом случае необходимо выполнять следующие мероприятия:

-  проводить районирование месторождения с выделением участков, на которых потенциально возможно загорание и взрывы аммиачно-селитренных ВВ;

-  вести постоянный контроль за температурой и агрессивностью рудничных вод на потенциально опасных участках;

-  определять допустимое время пребывания в рудном массиве скважинных зарядов, исходя из конкретных условий отрабатываемых участков.

Изучением химического и минералогического состава руд Орловского месторождения и данными по взрывоопасности руд других месторождений установлено:

взрывоопасным минералом, входящим в состав руд Орловского месторождения, является только пирит, содержание которого и определяет взрывоопасность. Остальные сульфидные минералы – халькопирит, сфалерит, галенит, барит не являются взрывоопасными, однако их присутствие в составе пиритсодержащих руд уменьшает взрывоопасность последних;

к взрывоопасным следует относить медно-колчеданные и колчеданно-полиметаллические руды, которые содержат в своем составе свыше 65 % пирита или более 35 % пиритной серы.

Взрыв сульфидной пыли возникает при ее определенной дисперсности, химической активности и концентрации в пылевом облаке и при наличии источника воспламенения достаточной мощности.

Источниками образования пыли на руднике являются:

-  буро-взрывные работы при отбойке руды;

-  выпуск руды из камер и рудоспусков;

-  вторичное дробление негабаритов.

Поэтому для безопасного ведения горных работ в забоях на Орловском месторождении в соответствии с ЕПБ при взрывных работах [4] и "Инструкцией по мерам безопасности и предупреждению взрывов сульфидной пыли на подземных рудниках, разрабатывающих пиритсодержащие руды" необходимо выполнять следующие основные мероприятия:

-  взрывные работы должны производиться в межсменные перерывы при отсутствии людей на пути движения исходящей струи воздуха и не более 150 м от взрываемого забоя со стороны поступления свежей струи воздуха;

-  перед взрывными работами необходимо проводить смачивание водой всей поверхности выработки на расстоянии 10 м от забоя;

-  взрывание шпуров (скважин) должно осуществляться только электрическим способом;

-  запрещается взрывание шпуров (скважин) без забойки;

-  при вторичном дроблении руды накладными зарядами они должны покрываться с внешней стороны оболочкой, гидропастой или увлажненной глиной.

Содержание свободной кремниевой кислоты в рудах и породах месторождения достигает 29 %, поэтому оно отнесено к силикозоопасным. Предельно допустимая концентрация пыли в воздухе на рабочих местах не должна превышать 2 мг/м3.

3. обоснование технологии горных работ

3.1. Способ и общая схема разработки

Большая глубина залегания и степень разведанности рудных залежей Орловского месторождения предопределили подземный способ разработки.

Высокая ценность руд и пожароопасность отдельных участков месторождения обусловили необходимость повсеместного применения систем с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями.

Учитывая глубину залегания месторождения и морфологию рудных тел, техническим проектом [10] определен нисходящий порядок его отработки. Дополнением к данному проекту [12] была принята двухярусная отработка (первый ярус 2¸5 горизонты, второй ярус 6¸11 горизонты).

После отработки основных запасов десятого горизонта из-за большого пролета подработки вмещающих пород на одиннадцатом-двенадцатом горизонтах создались большие концентрации напряжений и увеличилась интенсивность динамических проявлений горного давления. Поэтому отработку запасов 11¸14 горизонтов Основной залежи следует вести в сплошную в нисходящем порядке без оставления межярусных и междуэтажных целиков.

Залежь "Новая" находится вне зоны влияния выработанного пространства Основной залежи. Однако в виду большой глубины залегания для ее отработки также рекомендуется сплошной порядок отработки сверху вниз.

Орловское месторождение с глубины 600 м отнесено к склонным к горным ударам. Поэтому в соответствии с "Инструкцией по безопасному ведению горных работ…" отработку запасов горизонтов (этажей) в горизонтальной плоскости следует вести всплошную от центра к флангам. Не исключается возможность отработки запасов этажей и от флангов к центру. Однако в этом случае на стадии доработки запасов встречные фронты могут спровоцировать удароопасную ситуацию. Поэтому при отработке целика между встречными фронтами необходимо выполнять специальные мероприятия по прогнозу и предотвращению горных ударов, которые предусмотрены "Временными указаниями по безопасному ведению горных работ на Орловском месторождении, склонном к горным ударам".

3.2. Зона влияния подземных работ на поверхность

Границы зоны опасного влияния подземных разработок устанавливаются по углам сдвижения, определяемым методом управления состоянием массива и строением вмещающих пород. Нормативными документами для определения углов сдвижения для условий Орловского месторождения являются "Временные правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок месторождений руд цветных металлов с неизученным процессом сдвижения горных пород" и разработанные на их основе "Временные указания по охране сооружений и горных выработок от вредного влияния подземных горных работ на Орловском месторождении".

Орловское месторождение колчеданно-полиметаллических руд сложено преимущественно вулканогенными и вулканогенно-осадочными породами и приурочено к зонам крупных тектонических разломов.

Руды в большей степени крепкие, но из-за наличия трещин, заполненных глинами хлорито-серицитового происхождения, приобретают склонность к отслоениям при значительных обнажениях. Руды и породы Орловского месторождения являются неслоистыми.

Общая длина месторождения по простиранию достигает 1200 м, оруденение прослежено на глубину до 1100 м.

Принятый способ управления состоянием массива полной закладкой выработанного пространства твердеющими смесями предохраняет поверхность и вмещающий массив от обрушений и опасных сдвижений.

В связи с вышеизложенным для условий Орловского месторождения приняты следующие углы сдвижения:

-  по висячему боку - 700;

-  по лежачему боку - 700;

-  по простиранию - 750;

-  в наносах - 500;

-  в твердеющей закладке - 600.

4. вскрытие запасов орловского месторождения ниже 11 горизонта

В настоящем проекте в рассмотрено несколько вариантов вскрытия запасов нижних горизонтов Основного рудного тела и залежи «Новая».

При рассмотрении вариантов вскрытия учитывалось фактическое состояние горных работ и возможное их развитие на руднике в увязке с вопросами вентиляции, транспорта и подъема горной массы, закладки выработанного пространства и вопросами безопасности ведения горных работ.

Во всех ниже рассматриваемых вариантах вскрытия нижних горизонтов ствол шахты "Южная" служит для выдачи загрязненного воздуха и запасным выходом с механизированным подъемом на поверхность при отработке запасов залежи "Новая" на 12¸18 горизонтах. Местоположение ствола шахты "Южная" таково, что если на 12 горизонте он находится в 600 м от залежи "Новая", то на 18 горизонте это расстояние увеличивается до 1000 м. В связи с этим, и учитывая ограниченную возможность ствола шахты по выдаче загрязненного воздуха (до 250 м3/сек), представляется целесообразным в первую очередь найти оптимальное техническое решение по выдаче загрязненного воздуха и по аварийному выводу людей с южного фланга месторождения.

Рассмотрены три из множества возможных решений.

1. Ствол шахты "Южная" продолжает выполнять свои прежние функции и при отработке запасов ниже 11 горизонта. При этом ствол шахты углубляется с 10 до 17 горизонта, а на каждом из 12¸17 горизонтов проходят вентиляционные квершлаги от залежи "Новая" к стволу шахты "Южная".

2. Ствол шахты "Южная" углубляется только до 11 горизонта, а ниже с 11 до 14 и с 14 до 17 горизонтов в непосредственной близости от залежи "Новая" проходятся лифтовые и вентиляционные восстающие. На 11 и 14 горизонтах необходимо пройти сборные вентиляционные квершлаги, а также оборудовать аварийные боксы-убежища на 11 горизонте у ствола шахты "Южная" и на 12¸17 горизонтах у лифтовых восстающих.

3. Ствол шахты "Южная" используется только на период отработки запасов южного фланга Основной залежи до 10 горизонта и залежи "Новая" на 9-11 горизонтах. К этому времени необходимо пройти с поверхности до 18 горизонта ствол шахты "Южная-2" и построить вентиляторную установку. Ствол шахты "Южная-2" глубиной 930 м и диаметром в свету 5,5 м оборудуется одноклетевым подъемом и лестничным отделением, служит для выдачи загрязненного воздуха в количестве до 310 м3/сек и в является механизированным выходом при отработке запасов залежи "Новая" на 11¸18 горизонтах. Ствол шахты "Южная-2" располагается в 220 м к югу от залежи "Новая" по 18 линии ортов.

В таблице 4.1 приведены объемные и стоимостные показатели по каждому из рассмотренных решений.

Сравнение данных показывает, что реализация второго решения связана с наименьшими объемными и стоимостными показателями. Поэтому оно и принято для дальнейших расчетов при сравнении вариантов вскрытия.

4.1. Первый вариант вскрытия нижних горизонтов

На рисунке 4.1 представлен первый вариант вскрытия: Запасы 12¸14 горизонтов Основной залежи вскрываются стволом шахты "Северная", углубляемым с 11 до 13 горизонта, и северным транспортным уклоном, проходимым с отметки –330 м (на 20 м выше уровня 11 горизонта) до 14 горизонта, а также фланговыми (лифтовым и вентиляционным) восстающими, проходимыми с 13 горизонта до отметки –330 м. Выдача горной массы с 12¸14 горизонтов Основной залежи будет производиться по транспортному уклону дизельными автосамосвалами до перегрузочного пункта на отметке –330 м с последующим перепуском и перегрузкой руды (породы) на 11 горизонте в вагонетки ВГ-4 (ВГ-2,2) и транспортировкой ее электровозным транспортом по 11 горизонту к опрокидам у ствола шахты "Скиповая".

Проветривание 12¸14 горизонтов осуществляется по следующей схеме. Свежий воздух подается по квершлагу 13 горизонта от ствола шахты "Северная", по транспортному уклону и вентиляционным восстающим поступает на отрабатываемые подэтажи, слои. Загрязненный воздух с подэтажей по вентиляционным восстающим поступает на блоковые сборные вентиляционные штреки и отводится к фланговому вентиляционному и лифтовому восстающим, по которым он направляется к сборному вентиляционному штреку горизонта –330 м. Сюда же по транспортному уклону поступает воздух, загрязненный дизельными самосвалами. Со сборного вентиляционного штрека загрязненный воздух направляется по вентиляционному восстающему 2ю на 9 горизонт и далее по южному штреку направляется к стволу шахты "Южная".

Запасы 12¸18 горизонтов залежи "Новая" вскрываются южным транспортным уклоном, проходимым с 11 до 14 горизонта, и стволом шахты "Слепая", проходимым с 10 до 18 горизонта, а также лифтовыми и вентиляционными восстающими, проходимыми с 17 до 14 и с 14 до 11 горизонтов.

Ствол шахты "Слепая" диаметром в свету 6,5 м оборудуется двумя одноклетевыми подъемами и ходовым отделением. Он служит для подачи свежего воздуха в количестве до 230 м3/сек, спуска-подъема людей, материалов и оборудования и для подъема горной массы в вагонетках ВГ-2,2 и ВГ-4 при подготовке и отработке запасов на горизонтах.

Южный транспортный уклон предназначен для выдачи руды дизельными автосамосвалами с 12¸14 горизонтов до разгрузочных пунктов на отметке 330 м, для перегона технологического самоходного оборудования с 11 горизонта до вскрываемых горизонтов, а также для доставки материалов и оборудования. Руда, выдаваемая дизельными автосамосвалами по уклону на отметку –330 м, после ее перепуска и перегрузки в вагонетки электровозным транспортом доставляется по 11 горизонту к опрокидам у ствола шахты "Скиповая". Горная масса, выдаваемая в вагонетках клетевым подъемом по стволу шахты "Слепая", также поступает на 11 горизонт и далее к опрокидам у ствола шахты "Скиповая".

Вентиляция 12¸18 горизонтов залежи "Новая" осуществляется по следующей схеме. Свежий воздух по стволу шахты "Орловская" и квершлагам 10 и 11 горизонтов поступает к стволу шахты "Слепая" и далее по квершлагам, штрекам, блоковым наклонным съездам и восстающим подается на рабочие слои и в забои. Загрязненный воздух по слоевым ортам и штрекам направляется к блоковым вентиляционным восстающим, по которым он выдается на верхний (вентиляционный) горизонт. Отсюда загрязненный воздух по ортам и штрекам поступает к лифтовому и вентиляционному восстающим, по которым выдается на 11 горизонт и далее к стволу шахты "Южная". Загрязненный воздух с транспортного уклона выдается на каждом горизонте к лифтовым и вентиляционным восстающим по сбойке, соединяющей уклон с восстающими.

В описываемом варианте вскрытия стволы шахт "Орловская", "Скиповая" и "Южная" продолжают выполнять свои прежние функции, при этом предусматривается углубка последней с 10 до 11 горизонта и строительство вентиляторной установки (ВОД-30) с вентиляционным каналом у ствола шахты "Скиповая".

Водоотлив с нижних горизонтов осуществляется вспомогательными насосными установками, строительство которых предусматривается на 13 горизонте вблизи северного транспортного уклона и на 17 горизонте в околоствольном дворе ствола шахты "Слепая". Шахтные воды перекачиваются на уровень 11 горизонта по трубопроводам, проложенным по северному транспортному уклону и по стволу шахты "Слепая" и сбрасываются в водоотливные канавки выработок 11 горизонта, по которым вода поступает в водосборники действующей насосной станции главного водоотлива, расположенной в околоствольном дворе ствола шахты "Орловская".

На рисунках 4.2-4.6 показаны планы 10¸14 горизонтов.

Объемы работ и затраты по I варианту вскрытия приведены в таблице 4.2.

4.2. Второй вариант вскрытия нижних горизонтов

На рисунке 4.7 приведена схема вскрытия месторождения по второму варианту.

Запасы 12¸14 горизонтов Основной залежи вскрываются квершлагами и штреками от ствола шахты "Орловская" по 12 горизонту и от ствола шахты "Слепая" по 13 и 14 горизонтам. На северном фланге с 13 до 11 горизонта проходятся вентиляционный и лифтовой восстающие.

При подготовке запасов 12 горизонта Основной залежи горная масса электровозным транспортом в вагонетках ВГ-4 и ВГ-2,2 доставляется к стволу шахты "Орловская", клетевым подъемом выдается на 10 или 11 горизонт и далее электровозами транспортируется к опрокидам у ствола шахты "Скиповая". При отработке запасов 13 и 14 горизонтов горная масса выдается в вагонетках клетевым подъемом по стволу шахты "Слепая" на 10 или 11 горизонт и доставляется электровозным транспортом к опрокидам у ствола шахты "Скиповая".

Транспорт и подъем горной массы при отработке запасов залежи "Новая" производятся аналогично принятым в первом варианте вскрытия.

Проветривание рудника осуществляется по фланговой схеме всасывающим способом. Свежий воздух до 11 горизонта подается по центрально расположенным стволам шахт "Орловская" и "Скиповая", а на 12¸18 горизонты поступает по стволу шахты "Слепая". Для очистки свежего воздуха, подаваемого по стволу шахты "Скиповая" предусматривается установка на каждом горизонте электрофильтров или водяных завес.

При отработке запасов Основной залежи на 12¸14 горизонтах загрязненный воздух выдается по вентиляционным и лифтовым восстающим на 11 горизонт и далее по квершлагу к стволу шахты "Северная". В этом случае на поверхности у устья ствола шахты "Северная" предусматривается строительство вентиляторной установки (ВОД-30) и проходка вентиляционного канала.

При отработке запасов залежи "Новая" загрязненный воздух выдается по лифтовым и вентиляционным восстающим на 11 горизонт и далее по сборному квершлагу к стволу шахты "Южная".

Стволы шахт "Северная" и "Южная" в комплексе с лифтовыми восстающими являются запасными механизированными выходами на поверхность.

Схема водоотлива аналогична принятой в первом варианте.

Объемы работ и затраты по варианту вскрытия приведены в таблице 4.2.

4.3. Третий вариант вскрытия нижних горизонтов

В рассмотренных выше вариантах вскрытия нижних горизонтов транспорт горной массы по уклонам осуществляется дизельными автосамосвалами, что создает в условиях Орловского рудника дополнительные проблемы, связанные с необходимостью увеличения количества подачи свежего и выдачи загрязненного воздуха. Последние разработки фирмы "Кируна-Электрик" (Швеция) позволяют не только снять подобные проблемы, но и решать вопросы вскрытия глубоких горизонтов на рудниках с нестандартных позиций. Для доставки горной массы по наклонным выработкам фирма "Кируна-Электрик" предлагает использовать троллейвозы-самосвалы грузоподъемностью 20¸50 т. Троллейвозы питаются от трехфазной сети переменного тока напряжением 1000 вольт от троллейных шин, закрепляемых посекционно в кровле выработки. Машины легко отключаются от троллейного питания и переключаются на питание от батарей, что позволяет удаляться груженым машинам на расстояние до 100 м по горизонтали. Несколько таких машин могут производить откатку одновременно с использованием одной и той же троллейной линии. Машины, идущие вниз по уклону, отключаются от линии. Вскрытие запасов Основной залежи ниже 11 горизонта осуществляется северным транспортным уклоном и лифтовым и вентиляционным восстающими.

Вскрытие запасов залежи "Новая" производится южным транспортным уклоном, стволом шахты "Южная", углубляемым с 10 до 11 горизонта, и лифтовыми и вентиляционными восстающими, проходимыми с 17 до 14 и с 14 до 11 горизонта. Северный и южный транспортные уклоны проходятся с уровня 11 горизонта вверх до отметки –330 м, где предусмотрено устройство разгрузочных пунктов, и вниз соответственно до 14 и 18 горизонтов. В рассматриваемом варианте вскрытия доставка горной массы по транспортным уклонам осуществляется троллейвозами грузоподъемностью 15-20 т до разгрузочных пунктов на отметке –330 м. После перепуска и перегрузки горной массы на 11 горизонте в вагонетки она доставляется электровозным транспортом к опрокидам у ствола шахты "Скиповая".

На период максимального развития работ на 13¸14 горизонтах залежи "Новая" для проветривания горных выработок необходимо подавать до 200 м3/с свежего воздуха. Для пропуска такого количества воздуха сечение южного транспортного уклона должно быть не менее 25 м2. Между 11 и 14 горизонтами целесообразно пройти два уклона сечением в свету по 12,5 м2 каждый. Объемы работ и затраты по варианту вскрытия приведены в таблице 4.2.

4.4. Выбор оптимального варианта вскрытия

В таблице 4.3 приведены основные технико-экономические показатели по рассмотренным вариантам вскрытия нижних горизонтов.

Таблица 4.3 - Основные показатели по вариантам вскрытия

--------------------------------------------------
Показатели |

Един.

измер.

| Варианты вскрытия |
---------------------------------------------------------
I | II | III |
---------------------------------------------------------
Объем горно-капитальных работ при вскрытии запасов до 18 гор. |

м3

%

|

223798

100

|

197560

88,3

|

173100

77,3

|
---------------------------------------------------------
Затраты на вскрытие запасов до 18 горизонта |

тыс. долл.

США

%

|

23217

100

|

20813

89

|

19524

84

|
---------------------------------------------------------
Объем горно-капитальных работ для вскрытия залежи "Основная" до 14 горизонта |

м3

%

|

90000

100

|

66650

74

|

46950

52

|
---------------------------------------------------------
Затраты на вскрытие залежи "Основная" до 14 горизонта |

тыс. долл. США

%

|

9450

100

|

6290

66,6

|

5640

60

|
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Сравнение объемов горно-капитальных работ и затрат на их производство показывает, что рассматриваемые варианты вскрытия запасов 12¸18 горизонтов являются равноценными, так как величины затрат по ним отличаются всего лишь на 10¸16 %, что находится в пределах точности расчетов.

Однако первоочередные затраты по вскрытию запасов 12¸14 горизонтов Основной залежи по второму и третьему вариантам уменьшаются соответственно на 3,2 и 3,8 млн. долларов США (30¸40 %) по сравнению с затратами по первому варианту вскрытия.

Не останавливаясь подробно на достоинствах, отметим основные недостатки каждого из рассмотренных вариантов вскрытия.

Применение дизельных автосамосвалов для транспортировки горной массы по уклонам с нижних горизонтов обусловливает необходимость подачи дополнительного количества свежего воздуха для проветривания горных выработок (первый и второй варианты).

Использование ствола шахты "Скиповая" для выдачи загрязненного воздуха (первый вариант) при одновременной работе на пяти-шести горизонтах весьма затруднительно из-за аэродинамической связи с воздухоподающим стволом шахты "Орловская".

Использование ствола шахты "Скиповая" для подачи свежего воздуха (второй и третий варианты) потребует дополнительных затрат на осуществление мероприятий по очистке от пыли свежего воздуха.

Учитывая вышеизложенное, рекомендуется принять в качестве основного второй вариант вскрытия. Реализация его позволит сократить на один год срок ввода в эксплуатацию запасов двенадцатого горизонта Основной залежи, уменьшить на 3,2 млн. долларов США затраты на производство горно-капитальных работ и упростить схему проветривания горных выработок. При этом для транспортировки горной массы по южному транспортному уклону следует использовать троллейвозы фирмы "Кируна-Электрик".

5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ СЕЧЕНИЙ, СПОСОБА И ПАРАМЕТРОВ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

При выборе размеров поперечного сечения и крепи горно-капитальных и горно-подготовительных наклонных и горизонтальных горных выработок при отработке нижних горизонтов Орловского рудника следует руководствоваться едиными правилами безопасности [3], требованиями СНиП II-94-80 [6] и нормативными материалами.

Основные размеры поперечного сечения горизонтальных и наклонных выработок определяются в зависимости от их назначения, принятого подвижного состава и минимально допустимых зазоров, регламентируемых правилами безопасности [3, 7], условий вентиляции, а также в зависимости от типов крепи, которые выбираются с учетом горно-геологических условий и срока службы выработок. Необходимо учитывать "Руководство по применению типовых сечений горных выработок…" [51] и "Типовые паспорта крепления …". Выбранные размеры поперечного сечения выработок должны учитывать возможную максимальную величину осадки крепи за весь срок их службы в соответствии с данными таблицы 5.1.

Таблица 5.1 - Предельные допустимые смещения крепей --------------------------------------------------
Наименование крепи | Предельные допустимые смещения крепи, мм |
---------------------------------------------------------

Монолитная бетонная и железобетонная

| 10¸20 |
---------------------------------------------------------
Набрызгбетонная | 20 |
---------------------------------------------------------
Штанговая (железобетонная, сталеполимерная) | 30¸40 |
---------------------------------------------------------
Набрызгбетонная со штангами | 50 |
---------------------------------------------------------
Комбинированная из штанг, набрызгбетона и сетки | 150 |
---------------------------------------------------------
Монолитная железобетонная с поясами податливости | 50¸100 |
---------------------------------------------------------
Деревянная рамная | 150 |
---------------------------------------------------------
Металлическая арочная податливая (трехзвенная) | 300 |
---------------------------------------------------------
Металлическая арочная податливая (пятизвенная) | 500¸700 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Учитывая большую глубину отработки, нельзя прогнозировать безремонтное поддержание горно-капитальных и горно-подготовительных выработок в течение всего срока их существования.

Форму сечений капитальных, подготовительных и нарезных выработок следует принимать в зависимости от устойчивости и структурных особенностей массива пород вокруг выработки и принятого типа крепи.

В породах I и II категории устойчивости выработкам, проходимым без крепи или с изолирующей набрызгбетонной крепью, целесообразно придавать сводчатую форму сечения (стены вертикальные, свод коробовый трехцентровый) с отношением высоты свода к ширине выработки, равным 1/4 или 1/3.

При проходке выработок в породах III, IV или V категорий устойчивости и креплении их штангами в комбинации с набрызгбетоном или монолитным бетоном поперечным сечениям выработок также следует придавать сводчатую форму с отношением высоты свода к ширине, равным 1/3. При металлической крепи форма сечения рекомендуется арочная, при деревянной - трапециевидная.

Сопряжения горизонтальных выработок выполняются по типовым проектам "Сопряжения горизонтальных откаточных выработок для рудников черной металлургии" института "Кривбасспроект" или по проектам института "Казгипроцветмет".

В восстающих выработках рекомендуется наиболее устойчивая эллиптическая форма поперечного сечения с расположением большей полуоси в направлении очагов разрушения массива.

На основании анализа горно-технических условий и опыта отработки Орловского месторождения установлено, что большинство горно-капитальных и горно-подготовительных выработок необходимо крепить.

Для крепления и поддержания горных выработок следует предусматривать набрызгбетонную, штанговую, комбинированную (штанги, набрызгбетон), монолитную бетонную (железобетонную) и арочную металлическую крепи.

При выборе типа крепи необходимо учитывать устойчивость пород, глубину заложения выработки и срок ее службы.

В весьма устойчивых породах (I категория) выработки можно проходить без крепи.

В устойчивых породах (II категория) выработки также можно проходить без крепи, но на участках трещиноватых пород, склонных к выветриванию, необходимо возводить набрызгбетонную крепь толщиной 2¸3 см.

В породах средней устойчивости (III категория) следует применять штанговую крепь, а в сильно трещиноватых и склонных к выветриванию породах - комбинированную крепь из штанг и набрызгбетона.

В неустойчивых породах (IV категория) целесообразно применять поддерживающие крепи: деревянную рамную, бетонную, арочную металлическую.

В весьма неустойчивых породах (V категория) следует применять арочную металлическую крепь из спецпрофиля или арочную металлическую в комбинации с бетоном и с дополнительным упрочнением пород штангами.

На участках, где не допускается отставание крепи, проходка и крепление выработок осуществляются по специальным проектам, которые должны предусматривать мероприятия по упрочнению приконтурного массива.

Выбор места размещения выработки следует производить с учетом устойчивости окружающих ее пород, а также общих компоновочных решений всего комплекса выработок. Для улучшения условий поддержания и обеспечения работоспособности выработки в течение длительного времени ее следует располагать по возможности в устойчивых породах, а при необходимости предусматривать меры охраны и защиты выработок и крепи.

Характеристики материалов крепи должны отвечать требованиям стандартов, положений СНиП и рекомендациям специализированных организаций.

В зоне сопряжений выработок смещения пород и нагрузки на крепь выше, чем в одиночных выработках, что предопределяет особенности выбора типа и параметров крепи для этих участков.

Кровлей очистных выработок при нисходящей слоевой системе разработки, за исключением первых слоев на подэтажах, является закладочный массив, качество и устойчивость которого зависят от многих факторов и могут изменяться в широких пределах. При этом устойчивость искусственной кровли зависит не только от прочности несущего слоя, но и от порядка отработки заходок в слое.

На первом этапе освоения нисходящей слоевой системы разработки считалось, что достижение нормативной прочности искусственной кровли, рассчитанной по условию устойчивости горизонтального обнажения, обеспечивает безопасность горных работ. Поэтому "Инструкцией по выбору типа и параметров крепи горных выработок…" предусматривалась установка сигнальных стоек. Однако опыт показал, что это относится только к заходкам первой очереди, когда несущий слой искусственной кровли опирается на жесткие рудные опоры. При отработке заходок последующих очередей в результате объективно существующего недозаклада выработанного пространства по всей длине заходки (усадка закладочного массива на 6¸10 % при твердении и дренировании воды) и малого модуля дефо

Здесь опубликована для ознакомления часть дипломной работы "Проект отработки запасов нижних горизонтов основной рудной залежи Орловского месторождения". Эта работа найдена в открытых источниках Интернет. А это значит, что если попытаться её защитить, то она 100% не пройдёт проверку российских ВУЗов на плагиат и её не примет ваш руководитель дипломной работы!
Если у вас нет возможности самостоятельно написать дипломную - закажите её написание опытному автору»


Просмотров: 513

Другие дипломные работы по специальности "Геология":

Проект строительства наклонно-направленной нефтяной добывающей скважины глубиной 2560 м на Тагринском месторождении

Смотреть работу >>

Обоснование постановки поисково-оценочных работ на Южно-Орловском месторождении

Смотреть работу >>

Рославльское нефтяное месторождение

Смотреть работу >>

Розробка Штормового родовища

Смотреть работу >>

Запасы месторождения Денгизского района

Смотреть работу >>