4.2 Подготовка месторождения

Подготовка это проведение горных выработок — откаточных и вентиляционных штреков, ортов, этажных восстающих, ходовых и вентиляционных и других выработок, — открывающих доступ к очистным забоям и служащих для сообщения, транспорта, проведения коммуникаций, энергии, проветривания месторождения.

Подготовка рудных тел к очистной выемке начинается с проведения сети подготовительных выработок на откаточном горизонте (рис. 4.2.1).

На крупных и наклонных залежах, где рудное тело по падению делят на этажи, различают следующие варианты подготовки:

• по типу подготовительных выработок — штрековую и ортовую,

• по расположению выработок по отношению к рудному телу — рудную, полевую и комбинированную;

• по схеме движения транспорта — тупиковую и кольцевую.

Применяются также и другие варианты подготовки, например штрековая комбинированная с кольцевой откаткой.

Выбор схемы подготовки зависит главным образом от мощности рудной залежи.

Рис. 4.2.1 Схемы подготовки откаточных горизонтов: а — штрековая рудная с тупиковым транспортом; б — полевым штреком и ортами с тупиковым транспортом; в — комбинированная с ортами и кольцевой откаткой; г — полевыми штреками и ортами и кольцевой откаткой; 1 — главный квершлаг; 2— вентиляционный квершлаг; 3— рудный штрек; 4—полевой штрек; 5— орты

В залежах небольшой мощности применяют подготовку рудным штреком с тупиковой схемой транспорта (рис. 4.2.1, а) в залежах средней мощности и мощных применяют полевую, рудную и комбинированную подготовку с проведением ортов либо с тупиковой схемой транспорта (рис. 4.2.1, 6), либо с кольцевой (рис. 4.2.1, г). При ортовой подготовке пункты для погрузки руды в составы располагаются в откаточных ортах. Кольцевая откатка обычно применяется при разработке мощных залежей с интенсивной откаткой. В этом случае проводят два штрека: один рудный, другой полевой, либо оба полевые. Полевые штреки проводят на таком расстоянии от рудного тела, чтобы они попадали в зону сдвижения боковых пород при отработке одного или нескольких нижележащих этажей, если предполагается использовать их в качестве вентиляционных.

Рудные залежи горизонтального залегания и слабонаклонные подготавливаются к добыче разбивкой на панели, ширина которых связана с системой разработки. Откаточные штреки (главные и панельные) проходят по рудному телу или в породах лежачего бока. Вентиляционные штреки проходят всегда по руде; кроме своего прямого назначения, они уточняют условия залегания и качественную характеристику рудной залежи. В зависимости от мощности залежи, подготовка ее может быть простой или комбинированной. Рудные залежи средней и большой мощности подготавливаются по комбинированной схеме, осуществляемой главными и панельными штреками, проходимыми в породах лежачего бока, и вентиляционными, проходимыми по руде.

4.3. Система разработки

Предварительно осуществляют выбор трех конкурирующих систем разработки пригодных по горно-геологическим, техническим факторам и с учетом ограничивающих факторов, таких как слеживаемость руды, склонность к самовозгоранию и необходимость сохранения земной поверхности. Далее осуществляется выбор из конкурирующих систем разработки одной, которая обеспечивает минимальные значения потерь и разубоживания руды и характеризуется наименьшим значением удельного объема подготовительно-нарезных работ. Детально выбор системы разработки представлен в практикуме по «Основам горного дела». Дается описание выбранной системы разработки по пунктам: условия применения, сущность системы разработки, подготовительные, нарезные работы, очистная выемка, управление горным давлением, проветривание. Предварительно перед этим выбираются основные размеры выемочного участка. Выемочный участок включает часть запасов шахтного поля, для которого применена в полном комплексе та или иная система разработки. Выбирают и обосновывают параметры конструктивных элементов: размеры камер, междукамерных и междуэтажных целиков (днища блоков и потолочин) и др.

Принимается метод отработки каждого элемента блока. В зависимости от принятого метода отработки элемента блока (панели) принимается схема механизации основных производственных процессов. Выбирается тип машины, механизма или комплекса машин. Следует стремиться к однотипному оборудованию для всех элементов блока (панели). В соответствии с системой разработки и принятой схемой подготовки этажа выбирается способ подготовки и нарезки блока (панели). Определяется состав подготовительных и нарезных выработок.

К горноподготовительным относятся работы по подготовке к добыче запасов руды вскрытой части месторождения. К горноподготовительным выработкам относятся: откаточные штреки и орты на основных горизонтах, штреки и орты горизонта доставки (скреперования, грохочения); вентиляционные штреки, обслуживающие только одну очистную камеру или панель; рудоспуски между откаточным горизонтам и горизонтом доставки (скреперования, грохочения); все блоковые восстающие (за исключением разрезных, отрезных и т.д.); уклоны (материальные восстающие по доставке оборудования в пределах камеры или панели). К нарезным относятся работы, проводимые в подготовленных или подготавливаемых выемочных единицах (эксплуатационные блоки, камеры, панели) с целью обеспечения производства в них очистной выемки по принятой системе разработки. К нарезным выработкам относятся: подэтажные штреки и орты; выработки горизонта подсечки, служащие для создания дополнительной открытой плоскости и компенсации; отрезные восстающие; разрезные штреки и отрезные щели; минные штреки и минные орты; вентиляционные сбойки; сбойки соединяющие восстающий с очистным пространством; выпускные воронки, траншейная подсечка, дучки. Параметры выработок принимаются в соответствии с их назначением и учетом размещения в них оборудования. Определяется объем подготовительно-нарезных выработок по блоку (панели) (приложение 4).

Выполняется конструктивное оформление блока. Вычерчивается на миллиметровке в масштабе (1:500, 1:1000 или 1:2000) в трех проекциях: разрез по простиранию (проекция на вертикальную плоскость) с изображением всех стадий очистных работ, разрез вкрест простирания и план горизонтов.

Для расчета количества добываемой рудной массы из блока по элементам блока (отрезная щель, подсечка камерных запасов, собственно камерные запасы, образование выпускных выработок в днище блока – траншей или воронок, междукамерные, междуэтажные целики, и т.д.) (табл. 7.2 в практикуме по «Основам горного дела») определяют потери и разубоживание руды по принятой системе разработки и при отработке ее элементов. Определяется расчетный объем работ по каждому элементу отработки блока (панели).

При определении производительности блока в стадии очистных работ необходимо исходить из количества руды, добываемой за цикл, производительности оборудования, находящегося на выполнении основных производственных операций. Упрощенно производительность блока (камеры) будет определяться производительностью оборудования на доставке и погрузке руды. В работе, как правило, находится один погрузочный пункт (рудоспуск). Т.е. необходимо определить по системе разработки количество и тип погрузочно-доставочных машин, осуществляющих доставку горной массы до откаточного штрека. С учетом длины доставки, которая совпадает, как правило, с длиной блока, определяется производительность доставочного оборудования за 7 часовую смену.

Количество блоков в стадии очистных работ определяется исходя из заданной производительности рудника, производительности блока и коэффициента резерва блоков , величина которого находится в пределах 1,15-3,0.

Количество блоков находящихся в отработке для обеспечения годовой производительности шахты определится:

(4.3.1)

где: и - соответственно годовая производительность шахты и годовая производительность блока, тыс.т./год.

Основные технико-экономические показатели проекта приводятся в табл. 4.3.1

Таблица 4.3.1.

Основные технико-экономические показатели

Показатели	Значение
Годовая производительность шахты (рудника), млн.т.	А
Режим работы	NД
Суточная добыча, т
Количество блоков в очистной выемке
Объем подготовительно-нарезных работ, м3/тыс.т
Потери руды, %	П
Разубоживание, %	R
Производительность труда на очистных работах, т/чел.-смен	П
Производительность блока (камеры), тыс.т/мес	П

Время подготовки и нарезки блока зависит от числа выработок, их протяженности, скорости проведения, числа одновременно действующих забоев и последовательности проведения выработок. Последовательность проведения выработок определяется схемой подготовки и нарезки блока, условиями безопасного ведения работ и эффективного проветривания забоев.