Разработка рудных месторождений :: 1.3. Практика совместной разработки месторождений

Разработка рудных месторождений » 1. ОСОБЕННОСТИ СОВМЕСТНОЙ РАЗРАБОТКИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ » 1.3. Практика совместной разработки месторождений

Геология сегодня

Подземная разработка твёрдых полезных ископаемых, совокупность работ по вскрытию, подготовке месторождения и выемке полезного ископаемого (руд, нерудных полезных ископаемых и углей)

Разделы проекта:

Важно:
Совмещение открытого и подземного способов разработки в пределах одного выемочного поля накладывает на ведение подземных горных работ ряд ограничений, требует особой организации труда, решения специфических для совместной разработки технических задач, диктует условия применения подземных систем разработки и производства взрывных работ....
прочитать полностью

Подземная разработка полезных ископаемых при совмещении работ может производиться системами с обрушением налегающих пород или поддержанием выработанного пространства естественным или искуссхвенным способами. В этих случаях имеет место временное обнажение кровли на период образования компенсационных камер и отработки камер первой очереди до их закладки, что при наличии в кровле рыхлых, обводненных, пластично-глинистых пород ведет к потерям полезного ископаемого
прочитать полностью

Партнеры:

Свежие материалы:

Статистика:

1.3. Практика совместной разработки месторождений

Месторождений, где применяют совместную разработку, в нашей стране насчитывается свыше 20. Сроки совмещения открытых и подземных работ в пределах одного выемочного поля на некоторых рудниках приведены в табл.
Для подземной разработки этих месторождений при совмещет нии открытых и подземных работ, как правило, применяют систем мы разработки, позволяющие сохранить дневную поверхность. Однако имеются случаи применения и систем разработки с обрушением налегающих пород (Тырныаузский, Лениногорский, Норильский комбинаты и др.) Рассмотрим подробнее несколько характерных месторождений,; где совмещаются открытый и подземный способы разработки.,
Алтын-Топканское месторождение полиметаллин ческих руд разрабатывают открытым и подземным способами с 1956 г. Вмещающие породы представлены крепкими, устойчивыми гранодиоритами. Рудные тела жилообразной формы, крутопадающие, устойчивые, коэффициент крепости . Открытые работы ведут двумя карьерами, причем руду, полученную при разработке месторождения открытым способом, перепускают через; рудоспуски высотой до 430 м (при максимальной глубине карьера; в 250 м) в подземные выработки. При подземной разработке при-, меняют системы с магазинированием руды и камерную. Поверхность сохраняется благодаря оставленным опорным целикам (системы с магазинированием) и закладке образующихся пустот породами вскрыши или бетоном (камерные системы).
Тишинское месторождение богатых полиметаллических руд разрабатывают совместным способом с 1963 г. (рис. 1.1).&qt;
Здесь и далее по тексту коэффициент крепости пород приведен по шкале М. М. Протодьяконова.
Вмещающие породы неустойчивые, коэффициент крепости /=6ч-8. Руды представлены двумя крутопадающими рудными телами («Основное» и «Параллельное») жилообразной формы, более крепкие (f=8-M0) и устойчивые. Глубина карьера превышает 200 м.
При подземной разработке применяют камерную систему с последующей закладкой. По первоначальному проекту отработку блоков вели в три очереди. В первую очередь отрабатывали и закладывали упрочненной бетонной закладкой каждую четвертую камеру. Во вторую очередь — остальные четные камеры. Затем отрабатывали нечетные камеры и после устройства бетонной подушки закладывали гидрозакладкой. Параметры камер—10X50X60 м. Месторождение неблагоприятно по гидрогеологическим условиям. Для дренажа в первый период использовали ряд водопонижающих скважин с автоматической откачкой воды в непрерывном режиме. Затем была пройдена подземная дренажная выработка.
Между дном карьера и подземными выработками проектом предусматривался временный барьерный целик из руды мощностью 60 м, отработка которого производится после полной выемки и закладки двух граничных с карьером подземных горизонтов, т. е. после создания искусственного бетонного целика мощностью 120 м. Однако из-за опережающей календарный график на 3 года отработки запасов карьера и отставания на 5 лет развития подземных работ временный барьерный целик был отработан при 60-метровом искусственном целике.
На подземном руднике возникли серьезные осложнения при ведении горных работ из-за недостаточной устойчивости налегающих пород, не соответствующих сложным горно-геологическим условиям параметров очистных камер (высотой 60 м) и организационных просчетов. Кровля и стенки камер обрушались до окончания выпуска руды с выходом воронок обрушения в карьер. Из-за образования трещин в предохранительном целике при массовых взрывах в карьере постоянно загазовывались подземные выработки.
Для стабилизации работ были приняты следующие меры:
воронки обрушения в кровле подземных камер засыпали рудой карьера;
определили максимально возможный объем массовых взрывов на карьере;
применили комбинированную нагнетательно-всасывающую схему проветривания;
изменили (уменьшили до 15—30 м высоту) параметры камер;
для отработки наиболее ослабленных районов применили системы разработки горизонтальными слоями с закладкой и вертикальными прирезками;
гидрозакладку камер последних очередей заменили бетонной.
Выполнение этих мероприятий нормализовало положение на руднике, и совместные работы были продолжены.
Для вскрытия руды в бортах карьера с верхних уступов проводят штольни, отсюда же ведут подготовительные работы. Добытую
руду перепускают на подземные откаточные выработки по рудоспускам или же доставляют на борт карьера, где перегружают в автосамосвалы и перемещают на рудные отвалы.
На Гайском месторождении медно-цинковых руд, как и на Тишинском, при совмещении открытых и подземных работ для подземной разработки применяют камерную систему с последующей закладкой (рис. 1.2). Глубина карьера составляет 380 м. Руды и вмещающие породы крепкие, устойчивые, что позволило применить двухстадийную отработку блоков. В первую очередь отрабатывают четные камеры с последующей твердеющей закладкой, а затем нечетные.
Успешное освоение систем с твердеющей закладкой, правильное перспективное планирование, использование шлаков доменного производства дали возможность специалистам Гайского комбината ускорить отработку богатых руд, отказаться от проектного решения, предусматривающего отработку междукамерных целиков в будущем открытым способом, и впервые в практике разработки медноколчеданных месторождений освоить систему разработки со сплошной выемкой.
Дренаж карьера осуществляют через комплекс подземных выработок.
Комбинированная разработка Гайского месторождения является характерным примером совмещения открытых и подземных работ с целью интенсификации добычи.
Особый интерес представляет совместная разработка на Лениногорском руднике. Здесь открытую и подземную разработку ведут в одной вертикальной плоскости, причем для подземной разработки применяют системы с обрушением руды и налегающих пород с выходом воронок обрушения в контур карьера (рис. 1.3).
Руды месторождения полиметаллические и золотосодержащие.. Вмещающие породы и руды в основном крепкие (/=14-=-18), устойчивые. Рудные тела линзообразной формы, пологого залегания,. с глубиной переходящие в крутые жилообразкые.
Карьер расположен на косогоре и имеет среднюю глубину-18.0 м. В районе карьера в 30—40-е гг. вели подземные работы, отрабатывая богатые руды. Создание мощного карьерного оборудования позволило применить открытый способ разработки не только для отработки междукамерных целиков, флангов и днищ &qt;Отработанных блоков, но и для отработки значительных запасов руд верхней части месторождения, уже вскрытых подземными выработками.
Оседание пород в районах докарьерной отработки руд системой слоевого обрушения происходило плавно с образованием сбросовых трещин на границах. В некоторых местах оседание достигло 20 м. Из-за многочисленных трещин скальные породы разрушались до такой степени, что их выемку производили прямой экскавацией без предварительного рыхления пород с применением буровзрывных работ.
Руду с верхних горизонтов карьера вывозили автотранспортом за пределы карьера, а с нижних (большая часть общих запасов карьера) —через рудоспуски перепускали в подземные транспортные выработки.
Особенностями рассматриваемой совместной разработки являются:
совмещение открытых и подземных работ в одной вертикальной плоскости при использовании для подземной отработки систем с обрушением руды и налегающих пород;
предварительный расчет воронок обрушения, прогнозирование провалов, позволяющие вести открытые работы в зонах сдвижения пород;
эксплуатация временных дорог в карьере, проходящих через воронки обрушения, при ежесуточной их подсыпке (оседание происходило за счет выпуска руды из подземного блока);
использование воронок обрушения для складирования пород вскрыши;
заложение подземных блоков с расчетом выхода воронки обрушения на еще не.эксплуатировавшиеся уступы карьера, что обеспечивало удаление вскрышных пород (они оседали в воронку обрушения, в дальнейшем по ним строилась карьерная дорога);
отсутствие налегающих пород (они сняты карьером) над некоторыми подземными блоками и образование после обрушения руды прямых аэродинамических связей с поверхностью через воронку обрушения, что способствует проникновению воздуха с поверхности и газов от производства взрывных работ в карьере в подземные выработки, замораживанию их в зимний период;
нагнетательное проветривание районов с активной аэродинамической связью местными блоковыми нагнетательными вентиляторами;
отвод проникающих в шахту вместе с отбитой рудой грунтовой воды (до 600 м3/ч) осуществляют через специальные блоковые дренажные выработки.
Карьер вскрывает два водоносных слоя. Верхние уступы обезвоживали через водопонижающие скважины, а затем через подземные выработки, приток воды в которые достигал 1500 м3/ч.
В 1975 г. начался второй этап совмещения работ. Северо-западный борт сложен глинисто-галечниковыми породами, обильно увлажненными (именно здесь концентрируется более 90% всего притока воды), углы естественного откоса которых не превышают 35°. Под глинами залегают устойчивые крепкие руды, подлежащие подземной разработке. Попытка отработки этих руд привела к интенсивному проникновению в подземные выработки обводненных пластичных глин. Проникшие глины наглухо закупоривали горные выработки, в том числе и откаточные. Резко увеличились потери руды, возникла серьезная опасность для людей.
В этих условиях было принято решение открытыми работами снять налегающие глины, вскрыть руду и отработать ее подземным способом (см. раздел 5).
Тырныаузское месторождение вольфрама и молибдена до 1968 г. разрабатывали только подземным способом. Месторождение представлено двадцатью крутопадающими рудными телами, связанными генетически. Основное рудное тело «Главный скарн» имеет угол падения 70—85° и переменную мощность от нескольких метров на флангах до 100—120 м в выпуклой части. «Главный скарн» имел выход на дневную поверхность. Руды верхней части месторождения трещиноватые, склонные к самообрушению, 12-М4. На средних и нижних горизонтах увеличивается содержание металлов в руде, они становятся более крепкими (f= = 18-=-20) и устойчивыми. Довольно крепки (f = 8-f-10) и устойчивы мраморы лежачего бока. Висячий бок представлен биотитовыми роговиками (/=12-М4) сильно трещиноватыми, поэтому недостаточно устойчивыми.
При отработке месторождения применяли различные системы разработки: с магазинированием, этажно-камерные с послойной и одностадийной отбойкой, с этажным принудительным обрушением. Потери и разубоживание при этажном принудительном обрушении с одностадийной выемкой достигали 25%. Объем роговиковых руд, оставленных в недрах (роговиковые руды в первые послевоенные годы не отрабатывали), по геологическим данным превышает 50% запасов руд верхних горизонтов.
Эти обстоятельства поставили перед необходимостью повторной разработки верхнего, участка месторождения. Проектом был принят открытый способ. Граничный коэффициент вскрыши 3,8 м3/т позволил запроектировать крупный Мукуланский карьер, минимальная глубина которого по косогору составляет 330 м, средняя 450—470 м, а максимальная— 1100 м (рис. 1.4). Руда,отработанная карьером, составит 60% общего объема добычи.
Часть Мукуланского карьера находится в зоне возможного обрушения поверхности от ведения подземных работ. Правильный расчет зон и воронок обрушения с учетом фактических наблюдений и физических свойств горных пород позволяет совмещать работы карьера и подземного рудника в одной вертикальной плоскости.
Особенности разработки других месторождений, совмещающих подземную и открытую отработку, освещены в работах [4, .11, 14, 15, 39, 40].

Оглавление Вверх: 1. ОСОБЕННОСТИ СОВМЕСТНОЙ РАЗРАБОТКИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ