Реферат: Системы подземной разработки с обрушением руды и вмещающих пород
Рисунок 3 - Система подэтажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами, пробуренными из буровых выработок (а) и штреков скреперования (б), на наклонное компенсационное пространство
Отличительная особенность этой системы разработки заключается в том, что отбойка слоев руды, разбуренных из буровых выработок глубокими скважинами, производится не на компенсационное пространство, выполненное в виде камеры (пустоты), а на ранее обрушенную руду или даже пустые породы. Таким образом, при отбойке руды на зажатую среду отпадает необходимость в трудоемкой операции по образованию компенсационного пространства.
Рисунок 4 - Система подэтажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами в зажатой среде: 1 - буровая выработка: 2 - обрушенная руда или пустая порода; 3 - глубокие скважины; 4 - штреки скреперования
Необходимое компенсационное пространство для размещения обрушаемой руды создается за счет уплотнения под действием энергии взрыва обрушенных ранее пород и их амортизационных свойств.
Вместе с тем необходимо отметить, что выпуск обрушенной руды при таком способе отбойки следует производить с особым вниманием, не допуская преждевременных потерь и разубоживания.
При системе этажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами блок обрушают сразу на всю высоту этажа. В этом заключается основное отличие ее от системы подэтажного обрушения.
Четкой границы между этими системами провести вообще невозможно. На одних рудниках высота этажа составляет 40 м. и, естественно, на всю эту высоту (этажа) производят обрушение руды. Следовательно, применяют систему этажного обрушения. На других же рудниках высота этажа составляет 80 м и его делят на два подэтажа, в пределах которых и производят обрушение руды. В этих условиях система именуется уже системой подэтажного обрушения.
В практике наибольшее распространение получили системы этажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами на горизонтальные компенсационные пространства, вертикальные компенсационные пространства и на зажатую среду.
Открытая разработка рудных месторождений
Совокупность горных работ, при которых все процессы, связанные с извлечением полезного ископаемого из недр, совершаются в открытых горных выработках, называется разработкой месторождений открытым способом.
В результате открытых горных работ в земной коре образуются большие выемки (выработанное пространство, система горных выработок), совокупность которых называют карьером. Карьером называют также горное предприятие, которое осуществляет открытую разработку угольных, рудных и нерудных месторождений.
Месторождение при открытой разработке разделяют на. отдельные горизонтальные слои, которые вынимают сверху вниз с опережением верхнего слоя по отношению к нижнему. Поэтому в процессе ведения работ карьер приобретает уступную форму.
Горизонтальный слой толщи пустых пород или полезного ископаемого, разрабатываемый самостоятельными средствами отбойки, погрузки и транспортирования горной массы, называют уступом. Часть уступа по его высоте, которая разрабатывается самостоятельными средствами выемки, но обслуживается транспортом, общим для всего уступа, называют подуст у п о м. В уступе может быть два или несколько подуступов.
Горизонтальная часть поверхности уступа называется площадкой уступа Открытая горная выработка, имеющая трапециевидное поперечное сечение и значительную длину, называется траншеей. Наклонная траншея, при помощи которой земная поверхность связывается с рабочими уступами карьера, называется капитальной траншеей. Горизонтальная траншея, предназначенная для создания первоначального фронта работ на уступе, называется разрезной траншеей.
Месторождение или часть его, разрабатываемая одним карьером называется карьерным полем. Границами карьерного поля являются поверхности, проходящие через верхний и нижний контуры карьера. При этом верхним (или нижним) контуром карьера называют линию пересечения бортов карьера с земной поверхностью (или плоскостью дна карьера). Дном карьера называется нижняя, обычно горизонтальная, поверхность карьера.
Комплекс площадок и откосов уступов от поверхности земли, до подошвы карьера называется бортом карьера. Поверхность, проходящую через верхний и нижний его контуры, называют откосом борта карьера. Угол откоса борта меньше угла откоса уступа карьера.
Открытым способом добывают твердые; полезные ископаемые, имеющие самые разнообразные формы и залегающие в различных природных условиях. Основные типы месторождений, разрабатываемых открытым способом, различают по геометрическим признакам: углу падения и мощности залежи.
Различают горизонтальные, пологие (с углом падения до 10°), наклонные (от 10 до 30°) и крутые (свыше 30°) залежи. Кроме того, выделяют штокообразные и массивные рудные тела, а также залежи в виде складок.
Классификация залежи полезного ископаемого по мощности производится в зависимости от угла ее падения. При этом горизонтальные и пологие месторождения классифицируются по вертикальной, а наклонные и крутые - по горизонтальной мощности При открытой разработке месторождения различают следующие основные этапы: подготовка поверхности, осушение месторождения и ограждение его от воды поверхностного стока, вскрытие месторождения, вскрышные и добычные рабрты.
Работы эти начинают в определенной последовательности, а затем ведут одновременно, однако при определенном опережении в пространстве: подготовка поверхности и осушение месторождения опережают вскрышные работы, а вскрышные работы, в свою очередь, опережают добычные.
Подготовка поверхности заключается в удалении препятствий, мешающих разработке месторождения открытым способом. Для этого необходимо, например, вырубить лес, - отвести поверхностные воды и осушить водоемы; снести здания и сооружения на площади карьера; подготовить место для отвалов пустых пород; подвести к карьеру железную дорогу и шоссе; построить производственные, служебные и жилые помещения; обеспечить предприятие электроэнергией и т.д.
Освоение разведанных месторождений начинают с подготовительных работ, в процессе подготовки осуществляется целый ряд мероприятий по осушению обводненных частей карьерных полей, выводу поверхностных водных источников за пределы горного отвода, трассировке будущих транспортных коммуникаций с планировкой поверхности, удалению лесного и кустарникового покрова, снятию и хранению или использованию плодородного почвенного слоя с территорий, подлежащих нарушению.
Из этих работ необходимо выделить осушение месторождений с целью улучшения гидрогеологической обстановки в районе открытой разработки. Значимость этих работ определяется тем, что обводненность осложняет и удорожает строительство и эксплуатацию карьеров, снижает устойчивость обнажаемых массивов песчаных, мягких и трещиноватых полускальных пород и повышает опасность горных работ.
В пределах вскрытого слоя (горизонта) осуществляется производство горно-подготовительных работ, сводящихся к рассечке карьерного поля горизонтальной разрезной траншеей для создания первоначального фронта очистных работ, наряду с этим в горно-подготовительные работы включается и вскрытие очередных (нижерасположенных) запасов месторождения. После проведения разрезной траншеи в подготовленном слое осуществляются добычные работы.
В процессе эксплуатации месторождения планомерно продолжаются вскрышные, горно-подготовительные и добычные работы.
С завершением разработки разведанных запасов или с переходом на подземный способ добычи открытые горные работы заканчиваются.
В процессе открытой разработки или после нее проводятся работы по восстановлению нарушенных территорий земной поверхности. Виды открытых разработок приведены на рис.5