Разработка рудных месторождений подземным способом

1. Особенности рудных месторождений

Руды могут содержать один или несколько компонентов, поэтому они делятся на моно- и полиметаллические руды. По содержанию полезного компонента бывают богатыми и убогими. При добыче засоряются пустой породой – происходит разубоживание руды.

По сравнению с углем руды значительно более крепкие ( f = 1-2,5 углей и f = 8-20 руд) и более абразивные ( в 5-20 раз). Это предопределяет взрывную отбойку и дробление негабарита, а также другие доставочные средства и время на проветривание.

Отличаются разнообразием размеров и изменчивостью элементов залегания рудных тел.

Метановыделение на большинстве рудников отсутствует, кроме калийных рудников, но присутствуют на урановых рудниках газообразные радиоактивные примеси.

1. Способы подготовки рудных месторождений

Шахтные поля делят на этажи и панели.

Этажную подготовку применяют на крутых и наклонных залежах. Высота этажа – 60-80 м. Панельная применяется на пологой залежи. Ширина панели – 50-300 м.

Этажи и панели делят на блоки, где проводят весь комплекс подготовительно-нарезных и очистных работ. Подготовка этажного горизонта крутой мощной залежи показана на рисунке: 108а – штрековая; 108б – ортовая.

Рудный штрек

Квершлаг

Полевой штрек

Орты

Полевой штрек

1. Вскрытие рудных месторождений

Шахтные поля вскрываются вертикальными и наклонными стволами, штольнями или комбинированным способом. Стволы располагают в породах лежачего бока вне зоны сдвижения вмещающих пород обычно на флангах. При большой длине рудного тела основные стволы располагаются в центре шахтного поля (рис 110), а вспомогательный и вентиляционный – на флангах.

При разработке на больших глубинах применяют двухступенчатое вскрытие. Вертикальные стволы проходят до глубины 1500-1800 м (предел возможности многоканатного подъема). Ниже сооружают слепые вертикальные или наклонные стволы (рис. 112).По вертикальным стволам поднимают в скипах или вагонетках в клетях, по наклонным – конвейерами.

Когда рудное тело располагается в гористой или сильно пересеченной местности, вскрытие осуществляется преимущественно штольнями (рис. 2.44 и 2.45):

1. Основные производственные процессы очистной выемки

К ним относят: отбойку руды, вторичное дробление, выпуск и доставка руды до откаточного горизонта, управление горным давлением.

Отбойка руды. Основной вид отбойки – буровзрывным способом. Заряды помещают в шпуры или в глубокие скважины или применяют минные заряды.

Шпуры длиной до 5 м и диаметром до 75 мм бурят перфораторами или самоходными буровыми каретками на пневматическом или гусеничном ходу. Шпуры располагают горизонтально, наклонно или вертикально в зависимости от направления движения очистного забоя. Шпуровая отбойка трудоемка и малоэффективна.

Мощные тела отбиваются взрыванием зарядов в скважинах глубиной 5-50 м и диаметром 60-150 мм. Применяют буровые агрегаты и станки. Скважины располагают параллельно или под углом к поверхности массива, отбойку ведут послойно в открытое пространство или в зажиме. Производительность выше в 2-3 раза.

Минная отбойка – взрывание сосредоточенных зарядов в выработках: проводят серию горизонтальных выработок с карманами для зарядов.

Механическая отбойка применяется на мягких рудах (марганец, калийная соль) с помощью молотков или комбайнов.

Самообрушение – наиболее экономичный способ, происходит под действием собственного веса и давления налегающих пород.

Вторичное дробление. Куски должны быть кондиционными для прохождения в рудоспуски и в транспорт. Дробление негабарита производят взрывами накладных или шпуровых зарядов или механически дробильными установками в камерах грохочения.

Выпуск и доставка руды.Различают донный и торцевой выпуск. При донном выпуске руда из блока в откаточный штрек поступает по специальным выработкам, при торцевом – непосредственно к механической откатке. Выпускные отверстия разнообразны по форме: усеченные конусы, пирамиды.

Доставкой называют перемещение руды от места отбойки до транспортной выработки. Доставка производится самотеком или механическими средствами: скреперами, вагонами, погрузочно-доставочными машинами, конвейерами. При горизонтальных и слабонаклонных слоях используют автосамосвалы, самоходные вагонетки, бульдозеры, погрузочно-доставочные машины различных консрукций.

Управление горным давлением. Применяют такие же способы, как и на угле: оставление рудных целиков; полное обрушение вмещающих пород; искусственное поддержание путем возведения крепи или полной закладкой выработанного пространства (гидравлической, твердеющей).