§ 7. Выбор системы разработки

Выбор системы разработки и ее конструктивных элементов является наиболее ответственной и сложной задачей не только для проектируемых предприятий, но и для действующих.

Первое место при выборе систем разработки занимает требование безопасности труда. Практика работы рудников показывает, что безопасность труда горнорабочих в первую очередь зависит от приня­той системы разработки и в меньшей степени от горно-геологиче­ских условий.

От принятой системы разработки зависят основные технико-эконо­мические показатели работы предприятия: производительность труда горнорабочего, себестоимость добычи руды, уровень потерь и разубо-живания, производительность шахты, а также прибыль и рентабель­ность.

При изучении систем разработки рассматривались условия при­менения их. Следует отметить, что каждой системе разработки харак­терны соответствующие условия залегания месторождений. С изме­нением этих условий изменяется и область применения систем. Так, одни системы разработки возможно применять только для отработки маломощных месторождений, другие системы — только для мощных. Кроме мощности месторождения на выбор системы разработки влияет

ряд других факторов. Так, в месторождениях со слабыми рудами и неустойчивыми вмещающими породами нельзя применять системы разработки с открытым выработанным пространством. Системы с магазинированием применяют, как правило, только при крутом паде­нии, так как доставка руды от забоя до откаточного горизонта про­изводится под действием собственного веса. Камерно-столбовые си­стемы разработки применяются при разработке горизонтальных или пологих месторождений и реже — наклонных.

Таким образом, без учета хотя бы одного из основных горно-гео­логических факторов — мощности рудного тела, угла падения, устой­чивости руды и вмещающих пород — нельзя выбрать безопасную и эффективную систему разработки. Поэтому указанные факторы на­зывают постоянными, в отличие от факторов перемен­ных.

Разделение горно-геологических факторов на две группы услов­ное и не отражает степени их важности как главных и второсте­пенных.

Переменные факторы, в отличие от постоянных, хотя и не всегда влияют на выбор, но их необходимо учитывать, так как в некоторых случаях они могут быть решающими.

Поскольку влияние постоянных факторов рассмотрено при изу­чении отдельных систем разработки, ограничимся обобщением сведе­ний о влиянии переменных факторов.

Форма рудного тела в основном влияет на показатели эффективности систем разработки, так как неправильная форма руд­ного тела с ответвлениями и прочими нарушениями не позволяет с достаточной полнотой отбить руду.

Глубина разработки. С увеличением глубины раз­работки увеличивается величина горного давления, поэтому приме­нение, например, камерных систем разработки (допускающих боль­шие обнажения кровли) весьма ограничивается и в большинстве случаев невозможно. Перспективными системами разработки на боль­ших глубинах являются системы с закладкой выработанного про­странства.

Ценность руды — один из наиболее важных факторов этой группы. При разработке месторождений ценных руд стремятся при­менить системы разработки, обеспечивающие максимальное извлече­ние полезного ископаемого. Напротив, для руд невысокой цен­ности предпочтение часто отдают системе с меньшим коэффициентом извлечения, если она обеспечивает снижение стоимости добычи руды. При отработке месторождений с неравномерным оруденением и вклю­чением пустых пород или непромышленной руды выбор останавли­вают на системах, допускающих забойную сортировку руды.

Минеральный состав вмещающих пород мо­жет оказывать существенное влияние на выбор некоторых систем разработки. Так, система этажного самообрушения дает удовлетво­рительные результаты только в том случае, если вмещающие породы рудоносны.

С к л о н н о с т ь р у д ы и в м е щ а ю щ и х п о р о д к в о з г о р а н и ю, о к и с л е н и ю и с л е ж и в а н и ю. Для месторождений с рудами, склонными к возгоранию и окислению, необ­ходимо выбирать системы разработки, при которых в процессе очист­ной выемки не допускалось бы смешивание рудной пыли с кусками крепи, а древесно-рудная масса длительное время не находилась во влажном состоянии вне воздействия воздушной струи. Склонность отбитой руды окисляться в выработанном пространстве отрица­тельно сказывается на результатах обогащения резким уменьшением извлечения полезных компонентов. В таких случаях нельзя приме­нять системы разработки, при которых отбитая руда длительный период находится в выработанном пространстве.

Способность отбитой руды слеживаться может служить причи­ной отказа от применения систем с массовым обрушением или с магазинированием руды. Образование сводов в массиве руды, «пробок» в рудоспусках нарушает нормальный выпуск руды, приводит к росту потерь и разубоживания, провалам поверхности замагазинированной руды и несчастным случаям с находящимися на ней людьми.

Гидрогеологические условия месторожде­ния. При разработке обводненных месторождений невозможно применять системы с обрушением. В таких случаях приходится при­менять менее производительные системы с закладкой выработан­ного пространства (Белозерское месторождение) или камерно-столбо­вые, оставляя большие запасы руды в потолочинах и междукамер­ных целиках. Характерным примером является отработка залежи на руднике им. Губкина Курской магнитной аномалии.

Возможность нарушения земной поверх­ности в результате разработки. При разра­ботке маломощных месторождений сохранить поверхность от про­седания возможно одной закладкой. При разработке же мощных залежей кроме тщательной закладки необходимо в выработанном про­странстве оставлять предохранительные, целики. Поэтому данные системы применяют, если на земной поверхности имеются промыш­ленные здания и сооружения, дороги, водоемы, реки. Для примене­ния эффективных систем с обрушением может оказаться целесообраз­ным перенос зданий, сооружений, дорог в безопасное место и отвод реки в новое русло или тоннель (рудник им. Дзержинского, Кривбасс).

М е т о д и к а в ы б о р а с и с т е м ы р а з р а б о т к и

Систему разработки выбирают методом исключения, сущность которого заключается в рассмотрении возможности при­менения для отработки месторождения или его части всех систем разработки. Несмотря на это, его нельзя считать громоздким, так как в результате рассмотрения исключают, как непригодные к при­менению в данных горно-геологических условиях, не только отдель­ные системы разработки, но целые классы. Для окончательного

технико-экономического сравнения обычно остаются две-три системы разработки. Нередко окончательному выбору предшествует промыш­ленное испытание двух-трех систем. Конструктивные элементы си­стемы уточняют в ходе экспериментов и в производственных усло­виях. Системы разработки сравнивают по нескольким основным тех­нико-экономическим показателям:

производительности труда рабочего забоя, когда сравниваемые системы не отличаются между собой уровнем потерь и разубожива-ния руды;

себестоимости добычи 1 т руды, когда сравниваемые системы не отличаются между собой уровнем потерь и разубоживания руды;

себестоимости конечной продукции (концентрата или металла) горного предприятия, которая отражает для сравниваемых систем разработки затраты на добычу полезного ископаемого, его пере­работку с учетом потерь полезного ископаемого. Сравнение экономи­ческой эффективности систем разработки является весьма важной технико-экономической задачей.