Расчет параметров отработки панели в условиях Риддер-Сокольного месторождения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ

КАЗАХСТАН

Восточно-Казахстанский Государственный Технический Университет

им. Д. Серикбаева

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине

«Процессы подземных горных работ»

На тему

«Расчет параметров отработки панели в условиях Риддер-Сокольного месторождения»

ВВЕДЕНИЕ

На современном этапе экономического развития Республики Казахстан перед Правительством и народом страны стоит задача повышения благосостояния, увеличения выпуска и улучшение качества промышленной и сельскохозяйственной продукции, расширение сырьевой базы страны и т.д. Для решения всех задач важное значение имеет развитие топливной, энергетической, металлургической, химической и других отраслей промышленности, которые в свою очередь требуют увеличения объемов строительства горнодобывающих предприятий.

В развитии народного хозяйства одно из главных мест отведено горнорудной промышленности - сырьевой базе современной индустрии. Без соответствующего уровня развития горнорудной промышленности невозможен быстрый рост тяжелой индустрии.

Главным фактором роста объема добычи полезных ископаемых является увеличение производительности труда на основе повышения организационного и технического уровня работ, применение более современной техники и технологии производства, внедрение новых, прочных материалов и конструкций.

Ученые в содружестве с производственниками непрерывно работают по обеспечению безопасных условий труда горнорабочих, созданию новых высокопроизводительных машин, новой технологии горного производства.

Большую роль ученые сыграли в развитии теоретических вопросов горного дела, применении расчетных методов, превративших горное искусство в науку.

Основными задачами горнорудной промышленности являются:

. Совершенствование применяемых и создание новых эффективных систем разработки и методов вскрытия.

. Механизация и автоматизация основных и вспомогательных процессов, широкое внедрение дистанционного и автоматического управления горными машинами.

. Всемерное улучшение техники безопасности горных работ и в первую очередь проведение мероприятий по предупреждению силикоза и других профзаболеваний.

. Снижение потерь полезного ископаемого в недрах при разработке и повышение качества руд.

. Управление горным давлением при разработке руд на больших глубинах и устранение опасности горных ударов.

. Внедрение в практику новых методов разрушения горных пород - огневого, электрического, гидравлического, химического и др.

Решение этих проблем требует дальнейшего улучшения подготовки инженерно-технических кадров, широкого развития научных исследований и быстрейшего внедрения их в производство.

Одним из основных процессов при добыче руд является бурение скважин. С помощью скважинных зарядов на подземных горнорудных предприятиях отбивается более половины руды. Удельные затраты на бурение скважин по крепким рудам составляют почти четверть от общих затрат по системам.

От параметров буровзрывных работ во многом зависят выход негабарита и устойчивость днищ, производительность труда рабочего на выпуске руды и в целом по системе.

1   КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Район горных работ панели 73 сложен, в основном микро кварцитами, устойчивыми, коэффициент крепости пород f= 14÷16.

В днище панели по 15в л.ш. располагаются серицито-глинистые сланцы тонкослоистые, плитчатые, средней устойчивости, коэффициент крепости пород f = 6÷10.

Налегающие породы представлены:

1. серицит-хлорит-кварцевыми породами, средней устойчивости коэффициент крепости пород f = 8÷10;

2. серицито-карбонатными породами, не устойчивыми, коэффициент крепости пород f = 6÷8;

3. серицито-глинистыми сланцами, средней устойчивости, коэффициент крепости пород f = 8÷10.

Водоприток незначительный, в виде капежа.

2.   СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ И ЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Техническим протоколом КГЦМ «Реконструкция рудников Риддер-Сокольного месторождения» - 1984 г. проведено экономическое сравнение систем разработки при различных горно-геологических условиях.

Для условий II Юго-Западной залежи Риддер-Сокольного месторождения предусмотрена система этажного обрушения.

Средняя высота панели - 33 м.

Глубина от поверхности до днища панели - 415 м.

Площадь обнажения потолочины - 967 м2

По данным эксплуатационной разведки запасы товарной руды панели 73 составляют 27848 т.

3    . ПОДГОТОВКА ПАНЕЛИ К ОЧИСТНОЙ ВЫЕМКЕ

Подготовка панели 73 II Юго-Западной залежи производится с уровня 430 м (скреперного орта 2 блока 76).

Над рудоспуском 16/5 поднимают течку до уровня 444,0 м, из которой проходят часть скреперного орта, рудоспускную дучку и ходовую дучку 1. Одновременно из 5 орта 15 горизонта осуществляют проходку ходка 1 до сбойки с ходовой дучкой 1.

Затем производится дальнейшая проходка скреперного орта, из которого осуществляют проходку вентиляционной дучки. Из 16в штрека 15 горизонта проходят вентиляционный орт 5в до сбойки с вентиляционной дучкой.

После подключения скреперного орта к общешахтной схеме проветривания приступают к проходке нарезных выработок.

Из скреперного орта проходят выпускные ниши и дучки, которые сбиваются между собой буровыми камерами 1, 2, 4.

Буровую камеру 3 проходят с почвы буровой камеры 2, в месте сбойки буровой камеры 3 и вентиляционного орта 5 устанавливают вентиляционную ляду.

Буровую камеру 6 проходят из 5 орта 15 горизонта, а проходку буровой камеры 5 осуществляют из скреперного штрека 1 бл.75 II Юго-Западной залежи.

После проходки буровых камер осуществляют проходку просечки 1 и просечки 2 из которой приходится отрезной восстающий 2, проходка восстающего в интервале 7÷20 м, производят методом взрыва глубоких скважин.

Породу от горнопроходческих и нарезных работ перепускают по скреперному орту в течку, а затем в рудоспуск 16/5 на 16 горизонт, а при проходке вент орта 5 породу скреперуют по 16в штреку 15 горизонта в рудоспускную дучку на скреперный орт.

Крепление выработок

Выработки, проходимые по породам средней устойчивости, будут крепиться ЖБШ. Отставание крепи от груди забоя не должно превышать 5 м. При проходке выработок по устойчивым породам крепление не требуется.

Таблица 1 Объем подготовительных и нарезных работ

4    . ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОТРАБОТКИ ПАНЕЛИ

4.1 Бурение шпуров

При проходке подготовительных и нарезных выработок для бурения шпуров принимаем ручные перфораторы типа ПР-30В с пневмоподдерживающей колонкой ППК-15У (для горизонтальных и наклонных выработок) и телескопные перфораторы типа ПТ-48 (для вертикальных выработок).

Таблица 2 Техническая характеристика перфораторов

4.2 Бурение скважин

Одним из основных процессов при добыче руд является бурение скважин. С помощью скважинных зарядов на подземных горнорудных предприятиях отбивается более половины руды. Удельные затраты на бурение скважин по крепким рудам составляют почти четверть от общих затрат по системам.

От параметров буровзрывных работ во многом зависят выход негабарита и устойчивость днищ, производительность труда рабочего на выпуске руды и в целом по системе.

Для бурения скважин принимаем станки пневмоударного бурения ЛПС-ЗУ. Это целесообразно еще и потому, что Риддерский ГОК имеет собственный РМЗ, где производят эти станки.

Таблица 3. Техническая характеристика станка ЛПС-3У

4.3 Уборка горной массы

Наиболее распространенным видом доставки по-прежнему остается скреперная, главным элементом которой является скреперная установка, состоящая из скреперной лебедки, скрепера, каната, концевого и подвесного блоков. В рудных шахтах применяются скреперные лебедки мощностью от 10 до 100 кВт.

Для уборки взорванной горной массы в процессе проходки подготовительных и нарезных выработок, а также при выпуске руды принимаем скреперную лебедок типа 55ЛС-2П.

месторождение выемка руда забой

Таблица 4. Техническая характеристика скреперной лебедки 55ЛС-2П

Для подъема материалов и оборудования по ходовым восстающим принимаем пневмолебедку типа ШВ-710х0,35П.

4.4 Заряжание шпуров и скважин

Заряжание шпуров и скважин производим механизированным способом

Для заряжания шпуров принимаем ЗП-2. Для заряжания скважин принимаем пневмозарядчик «Ульба-150».

5    . ПАРАМЕТРЫ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ И СПОСОБ ОТБОЙКИ РУДЫ

Горный массив панели 73 II Юго-западной залежи разбуривается станками бурения ЛПС-ЗУ. Разбуривание веерное, dскв. = 105 мм.

Схема расположения скважин в графическом материале.

Таблица 5 Объем буровых работ для очистной выемки

С учетом дробимости породы, буримости в качестве ВВ принимаем гранулит АС-8В. Плотность которого при механизированной зарядке Δ=1,1-1,15 кг/м3. В качестве патронов-боевиков принимаем патронированный аммонит 6ЖВ. Для инициирования зарядов принимаем электродетонаторы мгновенного (ЭД) и короткозамедленного действия (ЭДКЗ), с интервалом замедления 10 мс.

Определяем количество ВВ на 1 м скважины:

, кг                                                                                (1)

где: dс -диаметр скважины, 1,05 дм;

Δ -плотность заряда ВВ в скважине, 0,85 кг/м3.

 кг.

Общий расход ВВ определяем по формуле:

, кг                                                                                (2)

Где ΣLз -суммарная длина заряжаемой части скважин, 2661 м.

 кг.

Расход ВВ на 1 тонну руды составляет:

 кг/т.                                                            (3)

где Д -запасы товарной руды.

Выход руды с 1 м скважины составляет:

 кг/т.                                                             (4)

Где Lобщ -общая длина скважин.

Порядок отработки панели.

Отработку рудного массива панели 73 II Юго-Западной залежи производим после окончательного выпуска руды панели 69 и блока 75 следующим образом:

На отрезной восстающий 2 взрываются скважины просечки 2, в результате чего образуется отрезная щель, на которую порядно взрываем веера скважин буровой камеры 4 и веера скважин, пробуренных из орта 5 (15 л.ш.).

Затем на отрезной восстающий 2 взрываются 3 скважины буровой камеры 2 (15а л.ш.).

Далее порядно взрываем 2 веера скважин буровой камеры 2 на отрезную щель 2.

Одновременно с развитием отрезной щели 2 производим развитие отрезной щели 1, путем взрыва скважин просечки 1 (на рудоспуск 15с/5а), расположенных западнее рудоспуска 15с/5а.

На полученную отрезную щель порядно взрываем 3 веера скважин буровых камер 1 и 2, расположенных севернее отрезной щели 1, затем производим взрыв оставшихся скважин буровой камеры 2 (на развал), расположенных севернее просечки 1.

После выпуска взорванной руды на полученное компенсационное пространство производим порядный взрыв скважин буровой камеры 3. Руда под действием силы взрыва доставляется к выпускным дучкам скреперного орта.

Затем на полученную компенсационную камеру, после взрыва скважин буровой камеры 3, взрываем веера буровой камеры 5, используя внутривеерное замедление.

Далее производим взрыв всех скважин буровой камеры 6 и, скважин пробуренных из скреперного штрека 1 блока 75.

После на рудоспуск 15с/5а взрываем 8 скважин 5 орта и производим порядный взрыв оставшихся вееров скважин буровой камеры 2 и заезда на 16 штрек 15 горизонта. В последнюю очередь взрываем скважины соединительного орта блока 75.

6    . ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ГОРНОЙ МАССЫ

Транспортирование горной массы осуществляется в вагонах типа УВБ-2,5 и ВГ-2,2 электровозами КР-14.

Горная масса по скреперному орту панели скреперуется в течку, которая сбита с рудоспуском 16/5, перепускается на 16 горизонт, далее по откаточным выработкам 16 горизонта доставляется на опрокиды ствола шх.Скиповая, по которой выдается на поверхность.

Руда поступает в бункера обогатительной фабрики, а порода вывозится в отвал.

7    . ПРОВЕТРИВАНИЕ ПРОХОДЧЕСКИХ И ОЧИСТНЫХ РАБОТ

Проветривание тупиковых забоев в период проходки осуществляется нагнетательным способом. Для проветривания принимаем вентиляторы местного проветривания типа ВМ-5, СВМ-6. Воздух в забой будет подаваться по вентиляционным трубам d =600 мм.

7.1 Расчет количества воздуха необходимого для проветривания горно подготовительных работ

.1.1 При проходке течки и части скреперного орта

а) По людям:

, м3/с                                                                                    (5)

где: k -коэффициент запаса;

 -наибольшее число людей;

 -норма свежего воздуха на одного человека.

 м3/с.

б) По пылевому фактору:

, м3/с                                                                                (6)

где: I -интенсивность пылевыделения, при уборке скреперной лебедкой 55ЛС-2П, 3 мг/с;

в1 -коэффициент, учитывающий снижение пылевыделения при применении средств гидрообеспыливания (при мокром бурении 0,5);

п -ПДК пыли на рабочем месте, 2 мг/м3;

пвх -ПДК пыли на входящей струе, 0,6 мг/м3.

 м3/с.

в) По газовыделению при взрывных работах:

При проветривании вертикальных выработок:

, м3/с                                                                 (7)

где: K1 -коэффициент, учитывающий высоту и способ проходки, 0,85;

K2 -коэффициент учитывающий способ проветривания, 1;-объем загазованных выработок,

V =Vх.в.+Vтеч.+Vх.д.=153+67,5+22=242,5 м3.

 м3/с.

При проветривании горизонтальных выработок:

, м3/с                                                              (8)

где: t -время проветривания забоя;

А -масса одновременно взрываемого ВВ

b    -газовость данного типа ВВ;

V -объем загазованных выработок,=Vсоед.орт+Vскр.орт2+Vниша+ V часть скр.орт=90 + 69 + 23 + 72 = 254 м3

-коэффициент, учитывающий обводненность выработки;

-коэффициент, учитывающий потери воздуха в трубопроводе;

 м3/с,

 м3/с.

г) По минимально-допустимой скорости движения воздуха:

, м3/с                                                                                (9)

где: Vmin-минимальная скорость движения воздуха согласно ЕПБ;

S -площадь поперечного сечения выработки.

 м3/с.

д) Производительность ВМП:

 м3/с.                                                  (10)

е) Количество воздуха, подаваемого к ВМП

 м3/с.                                                      (11)

Рисунок 1. Схема вентиляции при проходке течки и части скреперного орта

7.1.2      При проходке скреперного орта

а) По людям:

 м3/с.

б) По пылевому фактору:

 м3/с.

в) По газовыделению при взрывных работах:

При проветривании горизонтальных выработок:

 м3/с

где: V -объем загазованных выработок,=Vскр.орт + Vходок1 = 229 + 22 = 251 м3

При проветривании вертикальных выработок:

 м3/с

где: V -объем загазованных выработок,

V =Vх.в.+Vтеч.+Vх.д.=153+67,5+22=242,5 м3.

 м3/с.

г) По минимально-допустимой скорости движения воздуха

 м3/с.

д) Производительность ВМП:

 м3/с.

е) Количество воздуха, подаваемого к ВМП

 м3/с.

Рисунок 2. Схема вентиляции при проходке скреперного орта

7.2 Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания нарезных работ

.2.1 При проходке буровых камер 2 и 3

а) По людям:

 м3/с.

б) По пылевому фактору:

 м3/с.

в) По газовыделению при взрывных работах:

При проветривании горизонтальных выработок:

 м3/с

где: V -объем буровых камер,=Vбур.кам.2 + Vбур.кам.3 = 120 + 129 = 249 м3

При проветривании вертикальных выработок:

 м3/с

где: V    -объем загазованных выработок,

V =Vдучек+Vукосы=187+24=211 м3.

 м3/с.

г) По минимально-допустимой скорости движения воздуха:

 м3/с.

д) Производительность ВМП:

 м3/с.

е) Количество воздуха, подаваемого к ВМП

 м3/с.

7.3 Расчет количества воздуха необходимого для для проветривания очистных работ

Для скреперного орта:

а) По людям:

 м3/с.

б) По пылевому фактору:

 м3/с.

в) По газовыделению при взрывных работах:

, м3/с                                                            (12)

где: t -время проветривания, 10 мин;

V -объем скреперной выработки, 210 м3;

K -коэффициент, учитывающий неравномерность распределения воздуха, 1;

А1 -масса одновременно взрываемого ВВ, накладного заряда;

А2 -количество ВВ, соответствующее газовыделению из отбитой руды

 кг                                                (13)

где: ε -коэффициент, учитывающий более интенсивное газовыделение в начальный период выпуска, 2,7;

Рс -количество руды, выпускаемой из дучек за сутки;

W -объем пустот в отбитой руде;

Ρр -плотность руды в отбитом состоянии;

tвып-время выпуска руды в течении суток;

Iвв -объем газовыделения 1 кг ВВ;

K -коэффициент, учитывающий неравномерность распределения воздуха.

 м3/с.

г) По минимально-допустимой скорости движения воздуха:

 м3/с.

д) Количество воздуха, необходимое для проветривания скреперной выработки

 м3/с.

где: K -коэффициент неравномерности распределения воздуха, 1÷1,5.

Проветривание очистных работ осуществляется за счет общешахтной депрессии создаваемой ГВУ шх. Вентиляционная с вентилятором «Турмаг».

Свежий воздух в район работ подается с дневной поверхности по стволу шх. Быструшинская на 15 горизонт по квершлагу шх. Быструшинская, штреку 18 II Юго-Западной залежи в орт 5.

Отработанный воздух при проведении очистных работ выдается:

·   штрек 16в;

·   вентиляционный орт 8 юг;

·   вентиляционный восстающий на 14 горизонт;

- сборный вент.штрек 14 горизонта П ЮЗЗ;

·   вентиляционный восстающий на 12 горизонт;

·   ствол шх. Вентиляционная.

8.   ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

Энергоснабжение осуществляется от подстанции 15 горизонта (5 орт) кабельной линией АВВ 3х70, проложенной по выработкам 15 горизонта до АФВ, установленного в 14 штреке. Далее прокладывается кабель АВВ 3х50 110 м, до пускателя ПPH-I00 скреперной лебедки 55ЛС-2П скреперного орта 73 панели.

Для освещения горизонта скреперования применяем трансформатор типа ТСШ 380/24.

9. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ И ПРОМСАНИТАРИИ

1. Проходка горных выработок, крепление, размещение оборудования в них и контроль за ними производится в соответствии с требованиями «Единых Правил техники безопасности» и «Правил технической эксплуатации». Необходимые зазоры и свободные проходы между оборудованием, крепление и размещение коммуникаций в выработках, ограждение и перекрытие выработок для предотвращения падения в них людей, производится по типовым паспортам проходки и крепления.

2. Все виды горных работ выполняются по наряд-заданиям начальника участка. Контроль осуществляется горными мастерами ежесменно.

3. Перед началом работы выработки у забоя должны быть орошены водой и произведена тщательная оборка всех отслоений горных пород с бортов, кровли. Для этого на рабочих местах необходимо иметь комплект разборных ломиков длиной до 2-х метров.

4. При проведении подготовительных, нарезных и очистных работ временно недействующие выработки необходимо изолировать.

5. С целью обеспечения безопасности работ при проходке буровых камер сначала проходятся все выпускные дучки и освобождаются от горной массы.

6. Производство взрывных работ при сбойке выработок производится по организации работ, утвержденной главным инженером рудника.

7. Защитными средствами от пыли служат предохранительные респираторы типа «Лепесток». Средствами пылеподавления при скреперной доставке руды являются дальнобойные оросители типа ДО-2. Оросители ставятся в каждой скреперной выработке перед течкой.

8. Для заземления электрооборудования выполняется заземляющий контур. Заземлители изготавливаются в соответствии с приложением № 7 ЕПБ и укладываются в водоотливную канавку. Возможно использование в качестве заземлителя стальных труб, вставляемых в шпур (ЕПБ №7, пункт 21).

9. Освещение выработок осуществляется переносимыми лампами накаливания напряжением 24 В от осветительного трансформатора ТШ-2, 5-380/24.

10. При проходке восстающих выработок должен быть составлен проект организации работ, утвержденный главным инженером рудника.

Проходка выработок из восстающих, не сбитых с верхним вентиляционным горизонтом производится по проекту, согласованному с РГТИ (§149 ЕПБ).

11. При уборке горной массы из-под восстающих, необходимо выполнять меры безопасности в соответствии с ЕПБ. На период уборки горной массы контактный провод необходимо отключить.

12. Отбор проб воздуха при проходке восстающих осуществляется дистанционно.

13. При проходке восстающих выработок выше 10 метров (отрезной восстающий 2) бурение опережающей скважины технически невозможно, следовательно его проходку необходимо производить согласно проекту, утвержденному главным инженером рудника и согласованному с РГТИ.

14. Перед производством буровых работ дучки должны быть оборудованы надежным перекрытием.

15. Организация и ведение взрывных работ при выпуске руды производится по паспорту, составленному в соответствии с требованиями ЕПБ при взрывных работах.

16. При поступлении отбитой руды в скреперную выработку, над рудой должен сохраняться проход по высоте не менее 2/3 высоты выработки. Все действующие дучки должны быть заполнены отбитой рудой, за исключением случаев, предусмотренных проектом.

17. На момент зарядки скважин в камерах нижней подсечки должно быть оборудовано не менее двух ходовых дучек.

18. Для снижения вредного воздействия на организм рабочих вибрации и шума используют противовибрационные рукавицы и «Беруши». Запрещается работать на перфораторах без глушителей шума.

19. На рабочих местах необходимо иметь аптечку для оказания первой медицинской помощи.

20. После отработки панели очистное пространство изолируется от подходных выработок перемычками. Места установки перемычек предусматриваются отдельным проектом.

21. Основным ходом в скреперную выработку является 5 орт 15 горизонта. Запасным выходом является вент.орт 5в на штр.16 в 15 горизонта.

22. Противопожарные мероприятия выполняются согласно проекту противопожарной защиты РСМ.

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Таблица 6. Технико-экономические показатели отработки панели

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте произведен расчет основных параметров подготовительных, нарезных и очистных работ при отработке панели в условиях II Юго-западной залежи Риддер-Сокольного месторождения. Определены границы панели. Выбрано оборудование для бурения шпуров и скважин, транспортирования горной массы, проветривания и т.д. Произведен расчет параметров буровзрывных работ, определена сетка скважин, выбрано ВВ, применяемое при взрывных работах и разделки негабаритов.

Цель данного проекта - закрепление ранее изученного материала и получение навыков производства расчета параметров отработки рудного тела подземным способом.

ЛИТЕРАТУРА

1. М.И. Агошков, С.С. Борисов, В.А. Боярский. Разработка рудных и нерудных месторождений. М. «Недра» 1970

2. В.К. Шехурдин и др. Горное дело. М. «Недра» 1987

3. Е.Г. Баранов, О.Н. Оберемок. Взрывные работы на подземных рудниках. М. Недра 1985

4. П.Г. Коробейников, Н.Г. Любимов. Техника и технология буровзрывных работ. М. Недра 1972

5. А.Р.Черненко, В.З. Семешин. Подземный горнорабочий рудной шахты. М. Недра 1990

6. Нормы технологического проектирования предприятий цветной металлургии с подземным способом разработки.