Система разработки месторождения

4.СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

4.1  Обоснование выбора класса системы разработки

  При разработке месторождения возможно примене­ние одного из вариантов класса систем с закладкой выра­ботанного пространства или класса систем с естественным поддержанием очистного пространства.

  В виду того, что ангидрит является малоценным по­лезным ископаемым, становится очевидным, что возмеще­ние затрат за повышенные потери при естественном под­держании очистного пространства будет больше, чем эко­номический ущерб от потерь балансовых запасов. Следова­тельно, месторождение следует разрабатывать классом сис­тем с естественным поддержанием очистного пространства.

  По горно-геологическим условиям (пласт ангидрита выдержан по мощности, породы относятся к категории ус­тойчивых, угол падения пласта 6º) наиболее целесообраз­ным является применение камерно-столбовой системы разработки с оставлением поддерживающих междукамер­ных ленточных целиков.

  Камерно-столбовая система как одна из наиболее эффективных широко распространена в отечественной и зарубежной практике разработки горизон­тальных, пологопадающих, слабонаклонных и наклонных (до 40º) рудных тел, залегающих в устойчивых и весьма ус­тойчивых породах.

  Горизонтальные и пологопадающие залежи разраба­тывают с безэтажной выемкой.

  При отработке залежей мощностью от 8 до 16 метров основные параметры системы сохраняются, лишь увеличи­ваются размеры барьерных и поддерживающих целиков в соответствии с высотой камер и глубиной разработки, в связи с чем  возрастают потери в целиках.

4.2  Параметры системы разработки

На руднике применяется камерно-целиковая система разработки с оставлением междукамерных ленточных це­ликов.

Параметры системы:

ширина камер – 8 м,

ширина междукамерных целиков – при глубине разработки до 140 м – 5 м, более 140 м - 6 метров,

длина камер – от 150 до 200 м.

В средней части панели проходится транспортный штрек для проветривания и транспортировки горной массы с очистных и подготовительных работ.

Камеры при мощности пласта более 8 м отрабаты­вают сверху вниз (почвоуступным забоем) (см. черт. №4). Панельные и транспортные штреки проходятся в подкро­вельной части пласта ангидрита на всю длину от централь­ной транспортной штольни до западной вентиляционной штольни на западном поле и от центральной порожняковой штольни до восточной вентиляционной штольни на восточ­ном поле. При отработке месторождения от флангов к цен­тру: транспортный штрек в первую очередь проводится от западной вентиляционной штольни (восточной вентиляци­онной штольни)  до транспортной сбойки. При отработке месторождения от центра к флангам: транспортный штрек проводится от центральных штолен до транспортных сбоек. Транспортная сбойка представляет собой проездную выра­ботку сечением обычной камеры, разделяющую панель на блоки.

Очистные работы ведутся с опережающей отработкой камер по верхней подсечке. Крепление кровли – ЖБШ. Нижний слой камер отрабатывается со стороны транспорт­ного штрека до уровня почвы пласта (1 вариант), либо со стороны нижнего панельного штрека и транспортного штрека (без его углубки) по восстанию пласта (2 вариант). Отгрузка горной массы из забоев производится погрузоч­ными машинами, доставка до перегрузочного узла автоса­мосвалами МоАЗ-6401 и «Wagner MT-436В», которые загру­жаются погрузочными машинами «Wagner ST-6С», «ST-8В», а также ПНБ-3Д2 и ПНБ-4К на транспортном и нижнем па­нельном штреках. По первому варианту перегрузка ангид­рита с нижних слоев камер производится на транспортном штреке в зоне камер.

Порядок отработки камер приведен на чертеже №4: в работе находятся 3 камеры (6 забоев) по верхней подсечке, по нижнему слою – 2 камеры (4 забоя) в работе и 1 в ре­зерве, 2 камеры на уклоне – переходные.

Отработанные камеры имеют ограждение для преду­преждения в них доступа людей и машин и исключаются из вентиляции путем возведения в «шейках» камер глухих пе­ремычек.

4.3  Расчет коэффициентов потерь и разубоживания

Расчет ширины междукамерных целиков при глубине раз­работки 200 м и мощности продуктивного пласта 10 м

Расчет ширины целика производим по формуле

Q=1,25 × h(g-0,6)+Ö[1,25h(g-0.6)²+2,5qhl,

где h – высота целика (вынимаемая мощность), м; h=10 м;

l – ширина камеры, м; l=8 м

q=К_н × К_a × g × Н × К_з/l × s⁰_сж × К_q,

где К_н – коэффициент нагрузки, К_н=1;

К_a - коэффициент, учитывающий величину угла наклона, К_a=1;

g - средний объемный вес пород налегающей толщи. g=2,7 ×      10^-2 МН/м³;

Н – глубина разработки, Н=200 м;

К_з – коэффициент запаса прочности

К_з=l × s⁰_сж × К_д × К_ср × а/К_н × К_a × g × Н(а+l),

где а – ширина междукамерного целика, м; а=6 м;

К_д – коэффициент длительной прочности

К_д=0,6+0,4 × а/h=0,6+0,4 × 6/10=0,84

l - коэффициент структурного ослабления пород, l=0,7;

s⁰_сж – предел прочности при сжатии в образце, s⁰_сж=50 Мпа;

К_з=0,7 × 50 × 0,7 × 0,84 × 6 × 100/1 × 1 × 2,7 × 200 × (6+8)=1,63

q=1 × 1 × 2,7 × 200 × 1,63/100 × 0,7 × 50 × 0,7=0,36

а=1,25 × 10 × (0,36-0,6) × Ö[1,25 × 10 × (0,36-0,6)]+2,5 × 0,36 × 10 × 8=5,66 м

Принимаем ширину междукамерного целика 6 м.

Показатели по панелям сведены в таблицу №4

Таблица №4

Показатели	Ед. изм	Номера панелей
		15	17	19	21	20
Балансовые за­пасы Глубина разра­ботки Средневзвешен-ная мощность Ширина между­камерного це­лика	т. т м м м	5046 196,6 9,6 6,0	5203 192,2 9,9 6,0	5361 201,2 10,2 6,0	4940 215,9 9,4 7,4*	4625 189,5 9,9 6,0

 ^* - из рекомендаций ВНИМИ

Средневзвешенная мощность пласта ангидрита в панелях 15,17, 19 и 20 составит

m_ср=5046 × 9,6+5203 × 9,9+5361 × 10,2+4625 × 9,9/

/5046+5203+5361+4625=9,9 м

Произведем расчет коэффициентов потерь и разубожива­ния по формуле, рекомендованной ИГД СО АН

К_п=1-[l × в_к × h × S₁(2l_c+в_к+в_ц)+в_ш × в_ц × h+6S₂ × в_ц+40-0,35l × в_к/

/(l+2l_c+в_ш) × (в_к+в_ц) × h],

где l – длина камеры, м;

S₁ – сечение (вчерне) горно-подготовительной выработки, м²

в_ш – ширина штрека, м;

l_c – длина вент. сбойки («шейки» камеры), м;

в_к – ширина камеры, м;

в_ц – ширина междукамерного целика, м;

h – средневзвешенная мощность пласта по панели, м;

К_п – потери ангидрита, доли ед.;

К_р – разубоживание, доли ед.;

S₂ – сечение вентиляционного окна между камерами, м²

Панели 15,17, 19, 20,

К_п=1-[200 × 8 × 9,9+22 × (2 × 7,5+8+6)+5 × 6 × 9,9+6 × 4 × 6+

+40-0,35 × 200 × 8/(200+2 × 7,5+5) × (8+6) × 9,9]=0.445

К_р=0,75/9,9=0,076

Панель 21

К_п=1-[200 × 8 × 9,4+22 × (2 × 7,5+8+6)+5 × 6 × 9,4+6 × 4 × 6+

+40-0,35 × 200 × 8/(200+2 × 7,5+5) × (8+6) × 9,4=0,462

К_р=0,75/9,4=0,08

Средневзвешенные коэффициенты потерь и разубожива­ния составят

К_п=55705 × 0,43+20235 × 0,445+4940 × 0,462/55705+20235+

+4940=0,436

К_р=55706 × 0,077+20235 × 0,076+4940 × 0,08/80880=0,077

4.4  Мероприятия по снижению потерь

Для некоторого снижения потерь ангидрита в между­камерных целиках предлагается уменьшить размеры целиков следующим образом: панель делится на секции (блоки). Секция состоит из нескольких камер, разделенных поддерживающими лен­точными целиками, а между секциями (блоками) оформля­ются опорные целики (см. рис.8). Подробнее этот вопрос будет рассмотрен в специальной части дипломного проекта.