5 Подготовка шахтного поля к очистной выемке

5.1 Выбор схемы расположения подготовительных выработок. Наибольшее влияние на способ подготовки оказывают мощность, угол падения рудной залежи и физико-механические свойства пород и руд. Подготовка всегда должна учитывать технологию разработки, применяемое оборудование и его постоянное обновление. Системы разработок определяют способы и схему подготовки всего шахтного поля, число и тип выработок подготовки.

В курсовом проекте в зависимости от конкретных горно-геологических условий следует применять следующие схемы подготовки: этажную и панельную. В некоторых случаях допускается применение комбинированной схемы подготовки [2, 3, 4, 9].

При этажной подготовке применять следующие варианты:

• подготовка рудным штреком;

• подготовка полевым штреком;

• подготовка рудным и полевым штреком;

• подготовка двумя полевыми штреками;

• подготовка полевыми штреками и ортами заездами;

• подготовка полевыми штреками и ортами.

При панельной подготовке применять следующие варианты:

• рудная подготовка – главные и панельные штреки проходят по рудному телу;

• полевая подготовка – главные и панельные штреки проходят в подстилающих рудное тело породах, параллельно и соосно им проходят главные и панельные штреки проходят по рудному телу, панельные штреки соединяются рудоспусками;

• комбинированная схема подготовки – применяется при углах падения рудной залежи 25 – 30 градусов (рудных главных штреков 2, полевых панельных штреков 2, полевой главный штрек 1).

5.2 Выбор места заложения подготовительных выработок. Восстающие горные выработки проводят наклонными или вертикальными. Согласно углу падения рудных тел должны соблюдаться следующие требования: удобство и безопасность сообщения с очистными забоями; нормальные условия для проветривания забоев; удобство доставки руды на откаточный горизонт и закладки в выработанное пространство; минимальные расходы по проходке и ремонту. Из условия перепуска руды с верхнего подэтажа на откаточный горизонт при применении вертикальных перепускных восстающих расстояние от контура рудного тела до откаточного штрека

b = l₁ + l₂; l₁ = (h_э – ) сtgα (12)

Штрек, расположенный на расстоянии в от контакта рудного тела, из условий перепуска руды по формуле (12) может оказаться в зоне опорного давления [3]. Поэтому целесообразно использовать зависимость С.А. Авершина и С.М. Липковича для определения расстояния от штрека до границы рудной залежи

L_оп = (1,87 + 1,13h_э) , (13)

где Н – глубина горных работ от поверхности, м;

h_э – высота этажа, м;

ξ – безразмерный коэффициент (для крепления пород принимать 0,8; для пород средней крепости – 1; для слабых – 1,2).

При расположении выработок вкрест простирания рудного тела очистное пространство следует рассматривать как выработку большого диаметра. Следовательно, выработку и очистное пространство условно рассматривают как две смежные выработки, оказывающие влияние друг на друга. Удаленность выработки от границы залежи

Х = (2÷2,5)m, (14)

где m – горизонтальная мощность залежи, м

5.3 Выбор формы поперечного сечения подготовительных и нарезных выработок. Форму и размер поперечного сечения подготовительных и нарезных выработок принимать в соответствии с [3, 4, 12].

5.4 Выбор рационального способа подготовки откаточных горизонтов. Способы подготовки откаточных горизонтов должны обеспечивать эффективное использование самоходного оборудования как на подготовительных, так и на очистных работах и удобную перегрузку руды в транспортные средства или рудоспуски.

Выбор схемы расположения подготовительных выработок основного горизонта производится сравнением вариантов подготовки по минимуму приведенных затрат

П = , (15)

где С – годовые эксплуатационные затраты, тенге;

А – годовая производственная мощность рудника, т;

Е – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;

К – капитальные затраты, тенге;

У_п – ущерб от потерь руды в целиках;

П_g – доходы, получаемые от добычи при проведении подготовительных и нарезных выработок.

5.5 Планирование подготовительных и нарезных работ. Объем подготовительно-нарезных выработок в блоке характеризуется их коэффициентом удельного объема в %

К_у = , (16)

где V_АНВ – объем руды, извлекаемой при проведении подготовительно-нарезных выработок, м³;

V – объем руды в блоке, м³.

Коэффициент подготовки нарезки блока, который показывает общую длину подготовительно-нарезных выработок, приходящуюся на 1000 т подготовленных к очистной выемке запасов

К_ПНВ = , м/т (17)

где - суммарная длина подготовки тельно-нарезных выработок, м;

Б – запасы руды в блоке, т;

Б_ПНВ – количество руды, извлекаемой при проведении подготовительно-нарезных выработок, т.

При применении на руднике одной системы разработки объем по проведению подготовительных и нарезных выработок

V_ПНВ = 0,001К_ПНВ·А, м/год (18)

где А – годовая производственная мощность рудника, т/год.

Общий коэффициент подготовительно-нарезных работ

К_ПНВ = К_ПНВ1 + К_ПНВ2 + …+ К_ПНВn, (19)

Годовой план проведения различных выработок определяется

Σv_пнвi = Σv_пнв , м (20)

где Σv_пнвi - годовой план проведения выработок i-го типа, м

Коэффициент опережения вскрытия, подготовки и суммарного вскрытия и подготовки под очистной выемки определяется формулами

W_в = ; W_п = ; W_вн =

Значения этих коэффициентов изменяются от 1,1 до 2,5 и более в зависимости от местных условий.

Время на вскрытие и подготовку запасов этажа t_вп должно быть меньше времени отработки запасов верхнего этажа t₀.

5.6 Нормы обеспеченности подготовленными к выемки запасами руды. Нормы подготовленных к выемке запасов для железорудных месторождений составляет от 5 до 54 мес., для рудников цветной металлургии от 6 до 36 мес.

По методике ВНИМИ нормативы запасов определяются:

Норматив готовых к выемке запасов, мес.

В₁ = аК_р , (21)

Норматив подготовленных запасов для систем с отработкой блока в одну очередь, мес.

В₂ = Q_бл , (22)

Норматив подготовленных запасов для систем с отработкой блока в две и более очереди, мес.

В₂ = Q_бл , (23)

где а – коэффициент, характеризующих среднее количество готовых запасов в блоке относительно его начальных запасов;

К_р – коэффициент резерва;

Q_бл – запасы блока, т;

Р₀ – производительность блока в стадии очистных работ, т/мес;

Р_н – объем нарезных работ в блоке на единицу запаса, м³/т.

Значение коэффициента а зависит от последовательности подготовки и отработки запасов блока и определяется по формуле

а = , (24)

где n₀ – число очередей выемки в блоке

значение коэффициента К_р = 1,25÷1,4

6 МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ, ОХРАНЫ ТРУДА

И ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

6.1 Вентиляция. При выполнении работ по вскрытию и подготовке месторождения проветривание горных выработок осуществляется по временным схемам следующими способами: нагнетательным, всасывающим и комбинированным. Расчеты выполняются в соответствии с требованиями [10].

При окончательном оформлении схема всего рудника должна соответствовать одному из следующих видов: центральному, центрально - сдвоенному, центрально – отнесенному, фланговому (диагональному) или комбинированному. По времени ввода в действие общая схема вентиляции рудника относится к окончанию подготовительных работ.

При системах разработки с обрушением (этажным, подэтажным) с любым способом выпуска руды особое внимание должно уделяться вентиляции выработок горизонта выпуска и вторичного дробления, как наиболее запыленных и загазованных.

6.2 Меры безопасности. При разработке схемы вскрытия месторождения следует учитывать основное требование “Единых правил безопасности…” [13]: “На каждой шахте должно быть не менее двух главных выходов на земную поверхность, приспособленных для передвижения по ним людей.”. Если этими выходами служат вертикальные стволы, то каждый из них оборудуется механическим подъемом и ходовым лестничным отделением. При выполнении чертежей лестничные отделения и подъемные сосуды (клети) должны быть четко обозначены.

Из каждого очистного забоя также необходимо иметь не менее двух выходов (обязательно указываются на чертежах).

Руководитель курсового проекта в каждом конкретном случае указывает в задании какие дополнительные меры безопасности должны быть разработаны.

6.3 Охрана труда. В курсовом проекте по заданию руководителя разрабатываются организационно-технические мероприятия по технике безопасности и охране труда в соответствии с учетом нормативных требований.

6.4 Защита окружающей среды. Разрабатываются специальные меры по охране окружающей среды. Особое внимание должно быть уделено сохранению земной поверхности, рекультивации земель и исключение загрязнения окружающей рудник местности отходами производства и в, частности, породными стволами.