Системы с креплением, процессы очистной выемки

почта преподавателя )

М И Н И С Т Е Р

С Т В О О Б Р А З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ПОДЗЕМНАЯ РАЗРАБОТКА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
(кафедра)
Системы подземной разработки МПИ

Лекция № 13
1 академический час

В О О Б Р А З О

В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Система разработки с распорной крепью
Системы с креплением характеризуются регулярным возведением крепи. Часто они являются основанием рабочей площадки.
Условия применения: при отработке крутопадающих мощных и весьма мощных месторождений (до 3м), и с ценной рудой и неустойчивыми вмещающими породами.
Подготовка включает проведение откаточного и вентиляционного штреков и восстающих. Нарезка блока начинается в проходке подсечного штрека, выпускных выработок, отрезного восстающего.
Параметры: высота этажа 30-50 м, длина 40-60 м., высота уступа 1,8-2,0 м с длиной от 4 до 15 м.
Выемку начинают в одну или две стороны от восстающего, шпурами глубиной 2,5-3,0 м сплошным или потолкоуступным забоем. Отбитая руда доставляется силой собственного веса. Для укладки полкой и передвижения рабочих используют распорную крепь. Расстояние между распорками 1-2 м на 1,8-2,5 м, диаметр распорок – 150-250 мм. Распорку в лежачем боку заводят в лунку 3-5 см и до 15-20 см в некрепкой породе. В висячем боку упирают в обрезку доски.
Потери руды до 5-5%, разубоживание – 5-7%, производительность труда рабочего 8-12т/см, объем ПНР на 1000 т руды – 4-5 м, расход леса до 0,2 куб на 1 куб руды.
Достоинства: гибкость системы на изменения геологии, относительно небольшие потери и разубоживания руды.
Недостатки: пожароопасность, расход леса.

Т В О О Б Р А З

О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

массива с одновременным дроблением ее .на куски.
Требования к отбойке:

безопасность работ; возможно более полная отбойка в проектных контурах выемки; минимальное законтурное разрушение массива; нормальное дробление руды, в частности отсутствие или минимальный выход слишком крупных кусков, требующих вторичного дробления; достаточная интенсивность, диктуемая требуемой производительностью блока; минимальные затраты. Последнее требование может, однако, противоречить другим, поэтому решение должно быть компромиссным.
Главная особенность отбойки связана с преобладанием крепких руд. Так, на подземных рудниках цветной металлургии удельный объем крепких руд составляет около 65%, в том числе очень крепких более 25%; да и в сравнительно мягких рудах часто встречаются крепкие пропластки.

2) скважинная отбойка 3) минная отбойка (Взрыванием зарядов ВВ, помещенных

в образованные в массиве полости Шпуры имеют глубину до 5 м ' Скважины имеют глубину от 5 м до 30—60 м и более Сосредоточенные заряды размешают в подготовительно-нарезных выработках)
II. Механическая отбойка руды 1) отбойными молотками 2) машинная механическая отбойка (Механическим инструментом с помощью комбайнов, врубовых машин, камнерезных машин и т. п.)
III. Самообрушение руды (Подсеченный массив разрушается под действием собственного веса и давления вышележащих пород)
IV. Другие способы отбойки руды 1) гидравлическая отбойка (высоконапорной струей воды)
  2) электрофизические способы отбойки

породы на растяжение.
Взрывная отбойка с помощью химических ВВ сперва появилась

шпуровая, затем в мощных залежах крепких руд минная и лишь много позднее скважинная. Последняя в шестидесятых годах почти полностью вытеснила минную отбойку и в значительной мере заменила шпуровую. Взрывной способ при крепкой руде гораздо менее энергоемок, чем другие способы отбойки. Он остается основным (более чем на 90%) на неопределенно долгий срок.

отбойкой горизонтальными шпурами; б - нисходящая слоевая отработка с отбойкой

вертикальными шпурами; в - восходящая слоевая отработка с отбойкой горизонтальными шпурами; г - восходящая слоевая отработка с отбойкой вертикальными шпурами; д - потолкоуступная отработка

В О О Б Р А З О

В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Т В О О Б Р А З

О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

между шпурами. Глубина шпуров ограничивается
техническими возможностями буровых машин или

горно-техническими условиями разработки. При отбойке л.н.с., м, определяют по формуле:

где d - диаметр шпура, м;  Δ - плотность заряжания, кг/м3; kз - коэффициент заполнения шпура, по ЕПБ kз = 0.6-0.72; m - коэффициент сближения зарядов, при электрическом взрывании m=1-1.5; q - удельный расход ВВ, кг/м3.

По данным Б.Н.Кутузова и др. для забоев с двумя или одной обнаженной плоскостью:
q = q0*k1*k4*k5*k6, кг/м3

где q0- теоретический удельный расход ВВ на отбойку, кг/м3, ; k4- коэффициент, учитывающий расположение шпуров [равен 1 и 1.4-1.6 при шпурах, направленных соответственно, параллельно и перпендикулярно (одна обнаженная плоскость) плоскости забоя]; k5 - коэффициент, учитывающий способ заряжания (равен 1 при ручном и 0.8-0.85 при механизированном заряжании); k6 = (d/0.042)n ; n = 1-0.5 (большие значения в монолитных породах, меньшие - в трещиноватых).

ВВ, кг/м3; k10 = 0.8-0.95 - коэффициент, учитывающий забойку в шпуре.
Теоретический удельный

расход ВВ при различных коэффициентах  крепости руды

Упрощенно расстояние между шпурами равно:
a = m *W
где m - коэффициент сближения зарядов.

подземных рудниках, приведены ниже:
Аммонал водоустойчивый ........0.9 Гранулит

АС-4 .......0.98
Аммонал скальный....................0.8 Гранулит М.............1.13
Аммонит N 6ЖВ...........................1 Детонит М...............0.82
Аммонит скальный N 1.............0.8 Динафталит.............1.08
Гранулит АС-8.........................0.89 Игданит...................1.13

Упрощенно расстояние между шпурами равно:
a = m *W
где m - коэффициент сближения зарядов.

или проектного контура забоя. 3.
Общая длина шпуров на забой, м:
L

= nш*lш ,
где lш - длина одного шпура, м.

Количество руды, отбиваемой за один цикл, т:
Vц = Sз*lш*ץ*КИШ,
где КИШ - коэффициент использования шпура.

Вес заряда ВВ на цикл (отбойку 1 слоя), кг:
Qвв = П d 2/4 х Δ х Lхkз  ,
Фактический удельный расход ВВ, кг/м3
q = Qвв/Vц ,
Выход руды с 1 м шпура, т/м:
d = ץVц/L,

60(Tсм - Tпз - Tоб)/[(tо + tв)(1 + kот)],
 
где Тсм - продолжительность смены, ч; Тпз и Тоб - соответственно,

время на подготовительно-заключительные операции и на обслуживание рабочего места, ч; tо ,tв - соответственно, основное (чистое) и вспомогательное время бурения 1м шпура, мин; определяется по данным практики или по справочным данным; kот - коэффициент, учитывающий нормированное время на отдых в течение смены (равен 0.1; 0.08 и 0.06 при бурении соответственно ручными, телескопными и колонковыми перфораторами). Значения времени на подготовительно-заключительные операции и обслуживание рабочего места в зависимости от типа бурового оборудо­ва­ния приведены ниже:
Тпз Тоб
Ручные перфораторы........................ 0.355, 0.045
Телескопные перфораторы...............0.411, 0.045
Бурильные установки ....................... 0.773, 0.23

kот)],
 
где kо - коэффициент одновременности работы бурильных машин (равен 0.95-0.85 и 0.8-0.9

соответственно для установок с 2-3 и 4 манипуляторами); nб - число бурильных машин установки; kот = 0.07 - коэффициент учитывающий нормированное время отдыха в течении смены; Тсм - продолжительность смен, ч; tо и tв - основное и вспомогательное время бурения шпуров, мин/м.
Показатели работы бурильных установок в зависимости от коэффициента крепости пород приведены ниже:
 
Крепость руды ....................................8-10 10-12 12-14 14-16
Средняя скорость бурения, м/мин......1.16 0.86 0.543 0.348
Средняя стойкость коронки, м.......... 12-14 8-10 3-5 3-4

ВВ, кг/м3; kз - коэффициент заполнения скважин; для параллельных скважин kз = 0.7-0.95, для

веерных kз = 0.6-0.7; m - коэффициент сближения зарядов; рекомендуется принимать m = 0.5-0.8 при ориентировке трещин в направлении, перпендикулярном к плоскости забоя; m = 1-1.2 - в направлении, параллельном плоскости забоя; m = 1 - для монолитных руд; q - удельный расход ВВ на отбойку, кг/м3.
q = q0*k1*k2*k4*k5*k6*k7 ,
где k1 - коэффициент относительной работоспособности ВВ; К2 - коэффициент, учитывающий трещиноватость руд и требуемое качество дробления; 

lтр - среднее расстояние между видимыми трещинами в массиве; ак - размер кондиционного куска; n1 = 0.5-0.6; 

отбойке соответственно на одну и две обнаженные плоскости и 1.2-1.3

- при отбойке в зажиме); k5 - коэффициент, учитывающий способ заряжания; К6- коэффициент, учитывающий диаметр заряда

 п2= 0.5-1.0 (большие значения - в монолитных рудах); 

 k7 - коэффициент, учитывающий схему расположения скважин (равен 1; 1.1-1.2; 1.3-1.5 соответственно при параллельном, веерном и пучковом расположении скважин).

При отбойке параллельными скважинами расстояние между ними определяем по формуле:
a = m*W,
Число скважин в отбиваемом слое:
N = [(Bс - 2aкр)/ aкр] + 1,
где Вс - ширина слоя, м; акр - расстояние от краевых скважин до контура забоя, принимается (3÷5)d.

длина скважины, м.
Объем отбойки в слое, м3,:
V = Bс*W*Hс ,
где Нс - высота

отбиваемого слоя, м.
Выход руды при отбойке, м3/м,:
v = V / Lс 
Общий расход ВВ на отбойку, кг,:
 
Qвв = N*qс*lс*kз ,
 
где qс - масса заряда ВВ, приходящаяся на 1 м скважины, кг
Уточненный удельный расход ВВ, кг/м3,:
 
q = Qвв/Vс= Nс*qс*lс*kз/(Bс*W*Hс)

 

между концами соседних скважин аmax и минимальным аmin- между заряженными частями скважин

вблизи контура буровой выработки:
amax=*1.5÷1.7)W
amin = (0.5÷0.7) W

месторождений. М., 1983
2. Именитов В.Р. «Системы подземной разработки рудных месторождений»

М.,1972

3. Раскильдинов Б.У. Системы подземной разработки рудных месторождений. Алматы,1997

М И Н И С Т Е Р С Т В О О Б Р А З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Литература и ссылки на интернет ресурсы: