Отработка разрезного блоко гор.+170 Юкспорского месторождения Объединенного Кировского рудника ОАО «Апатит»

При изменении объемов работ по горизонтам возможна корректировка распределения воздуха. Максимальное количество ВВ при массовых взрывах по условиям проветривания не ограничивается. Время проветривания определяется в расчетах, прилагаемых к проектам массовых взрывов.

Взрывные работы по дроблению негабаритов и при ликвидации зависаний руды осуществляется равномерно в течение смены.

1. Исходные данные.

1.1 Площадь поперечного сечения буро-доставочных выработок S=21 м2 (5,1х4,5);

1.2 Расчетное количество условного ВВ на цикл по буро-доставочным  выработкам А=414 кг;

1.3 Бурение шпуров в проходческих забоях осуществляется буровой кареткой типа "Аксера ";

1.4 Бурение глубоких скважин осуществляется буровой установкой типа "Соло";

1.5 На отгрузке руды из очистных забоев и уборке горной массы при проходке горных выработок используются самоходные машины ПДМ "SANDVIK LH-400Е" с электроприводом;

1.6 Максимальная длина проветриваемой выработки – 100 м;

1.7 Способ проветривания очистных забоев – нагнетательный;

1.8 Максимальная расчетная длина прорезиненного нагнетательного трубопровода – 200 м;

 

 

1.9 Организация работ в блоке:

1  Пятидневная  рабочая неделя;

2  Количество рабочих  дней в году  -  250;

3  Рабочая неделя  -  прерывная, с двумя выходными  днями;

4  Продолжительность  рабочей смены -7,2  часа;

Количество рабочих смен в сутки  -  4 (одна ремонтная смена), из них:

-  по  проходке горных выработок  -  3;

-  по бурению  глубоких скважин  -  3;

-  по добыче  руды  - 3;

-  взрывная  смена  -  1.

 

1.10 Годовая производительность блока по добыче руды – 1000 тыс. тонн.

 

2. Необходимое количество эксплуатационных  забоев в одновременной работе в блоке.

Количество эксплуатационных забоев принимается исходя из расчетного количества технологического оборудования.

2.1 На добыче руды.

Nдоб. = ,      (16.1)

Nдоб. = 2,73 (машины), принимаем 3 забоя

где – 1,25 – коэффициент неравномерности добычи руды;

ПСМ=3 – количество рабочих смен по добыче руды;

QПДМ=500 т/см – сменная производительность ПДМ "LH-409Е".

Qдоб.=1000000 т – годовая производительность блока по добыче руды.

2.2 При бурении глубоких скважин.

Nбур. = ,      (16.2)

Nбур. = 1,31 (машины), принимается 2 забоя

где: m=15,4 т/п.м. – выход горной массы с 1 п.м. скважины Æ 102 мм;

Нвыр.=80,7 п.м./см – норма выработки при бурении скважин буровой установкой "Соло".

åNСМ – количество рабочих смен в году для бурения глубоких скважин (бурение производится в течении 3 смен в сутки).

2.3 При проходке подэтажных горных выработок.

Количество проходческих забоев, для обеспечения проектной производительности блока по добыче руды, определено в зависимости от удельного расхода горных выработок на 1000 т промышленных запасов:

Nпр.= ,       (16.3)

Nпр.= = 2,38, принимаем 3 забоя,

где: qср.=2,0 п.м. – удельный расход выработок на 1000 т промышленных запасов.

Vмес.=70 м/мес. – расчетная скорость проходки выработок.

2.4 Максимальное количество забоев  в одновременной работе в блоке  – 8, в том числе:

- при проходке подэтажных  выработок – 3;

- по бурению глубоких  скважин – 2;

- по добыче руды – 3.

3. Проветривание проходческих работ

Количество чистого воздуха, необходимое для проветривания одного проходческого забоя.

3.1 По газовому фактору для горизонтальных выработок при нагнетательном способе проветривания.

Q= , м3/с       (16.4)

Q= = 4,82 м3/с,

где t – время проветривания забоя выработки, мин.;

А=414 кг – количество одновременно взрываемого ВВ в забое выработки;

L=100 м – длина проветриваемой выработки.

3.2 По минимально допустимой скорости движения воздуха в выработке при Vmin= 0,1= = 0,09 м/с, где

S – площадь поперечного сечения выработки, м2;

Р -  периметр выработки, м

Q2 = S x Vmin1 = 21 x 0,09 = 1,9 м3/с    (16.5)

3.3 По фактору газовыделения

Q=200G м3/с, где

G – количество углекислого газа или метана, выделяющегося в выработку, м3/с.

Для подземных рудников ОАО «Апатит» по данным многолетних замеров максимальное значение G составляет 3 х 10-4 м3/с.

Q= 200х3х10-4 = 0,006 м3/с.

3.4 По выносу пыли

Qп = м3/с, где      (16.6)

В – интенсивность пылепоступления, мг/с;

С – коэффициент, учитывающий снижение пылепоступления в зависимости от обводненности выработок (С=0,5 – при применении орошения);

nдоп - 6,0 мг/м - допустимая запыленность воздуха;

nвх - 1,8 мг/м3 - допустимая запылённость воздуха, подаваемого в забой.

Интенсивность пылепоступления при бурении шпуров определяется по формуле:

Вб=Вм х К1 x K2 х К3 мг/с, где      (16.7)

Вм - интенсивность пылепоступления от буровой машины, для ОАО «Апатит» Вм =7 мг/с;

К1 - коэффициент одновременности работающих бурильных машин (Ki=l,0 - при одной работающей машине, Ki=l,7 - при двух работающих машинах);

К2 - коэффициент влияния углов заложения шпуров на интенсивность пылепоступления (К2=1,0 - при горизонтальном, К2=1,3 - при восстающем угле заложения шпуров);

К3 - коэффициент, учитывающий влияния типа бурильных машин (Кз=0,5 - для тяжелых, весом более 60 кг).

Вб  =7 х 1,7 х 1,0 х 0,5 = 5,95 мг/с

Расход воздуха по выносу пыли при бурении шпуров составит:

 

Qп =

м3/с

Интенсивность пылепоступления при погрузочно-разгрузочных работах Вп определяется по формуле:

Вп =0,28 х Р х i  мг/с, где     (16.9)

Р - средняя часовая производительность погрузо-разгрузочных работ, Р=100 т/час;

i - количество пыли поступающей в воздух при погрузке самоходными ПДМ крупнокусковой руды, i=3,7 г/т.

 

Вп =

мг/с

Расход воздуха по выносу пыли при погрузке составит:

Qп =

м3/с

 

Исходя из приведенных выше расчетов, принимаем количество чистого воздуха для проветривания одного проходческого забоя по максимальному фактору:

Qпр =4,82 м3/с

4. Проветривание забоев, где производится бурение глубоких скважин.

Количество чистого воздуха, необходимого для проветривания одного забоя:

4.1 По минимально допустимой скорости движения воздуха по выработке.

Q = 1,9 м3/с

4.2 По выносу пыли

Qп =

= 0,6 м3/с, где

Вб = 7х1,0 х 1,3 х 0,5 = 4,55 мг/с

Исходя из приведенных выше расчетов, принимаем количество воздуха для  проветривания одного забоя, где производится бурение глубоких скважин, по максимальному фактуру:

Qбур. = 1,9 м3/с

5. Проветривание добычных работ

Расчет количества чистого воздуха, необходимого для проветривания одного добычного забоя.

5.1 По минимально допустимой скорости движения воздуха по выработке

Q = 1,9 м3/с

5.2  По выносу пыли

Qп = 3,4 м3/с

5.3 По фактору непрерывного выделения газов из отбитой руды.

Q8 = х1,14 = 1,05 м3/с   (16.10)

где: Рэксп. = 200 м3 – эксплуатационная производительность ПДМ;

Ки = 0,9 – сменный коэффициент использования оборудования;

Кт = 0,8 – коэффициент турбулентной диффузии;

Ртр = 1,14 – утечки воздуха в прорезиненном трубопроводе длиной 200 м.

 

Исходя из приведенных выше расчетов, принимаем количество воздуха для проветривания одного добычного забоя по максимальному фактору.

Qд = 3,4 м3/с

6. Определение рабочих параметров вентиляторов ВМ-6М, подающих чистый воздух в забои, где производится проходка подэтажных выработок, добыча руды и бурение глубоких скважин.

6.1 Расчет рабочего параметра  вентилятора ВМ-6М, работающего на  прорезиненный трубопровод Æ 800 мм и подающего воздух в проходческий забой.

Количество чистого воздуха на один проходческий забой определено ранее и равняется 4,46 м3/с.

Коэффициент утечек в местах соединения звеньев труб принят для трубопровода длиной до 200 м - 1,14.

Тогда рабочий параметр вентилятора ВМ-6М для проходки выработок равен:

4,46 x 1,14 = 5,1 м3/с.

 

6.2 Расчет рабочего параметра  вентилятора ВМ-6М, работающего на  прорезиненный трубопровод Æ 800 мм и подающего воздух в забои, где производится бурение глубоких скважин.

Количество чистого воздуха в забой, где производится бурение глубоких скважин, определено выше и равняется 1,9 м3/с. 

Коэффициент утечек воздуха в местах соединения звеньев труб -1,14;

Коэффициент утечек воздуха в зону обрушения —1,15.

Тогда рабочий параметр вентилятора ВМ-6М для забоев, где производится бурение глубоких скважин, равен:

1,9 x 1,14 x 1,15 = 2,5 м3/с

 

6.3 Расчет рабочего параметра вентилятора ВМ-6М, работающего на прорезиненный трубопровод Æ 800 мм и подающего воздух в забои, где производится добыча (погрузка) руды.

Количество подаваемого чистого воздуха в забой, где производится погрузка руды, определено ранее и равняется 3,4 м3/с.

Коэффициенты утечек воздуха аналогичны принятым ранее.

Рабочий параметр вентилятора ВМ-6М для забоев, где производится добыча руды равен:

3,4 х 1,14x1,15=4,5 м3/с

7. Расчет общего количества воздуха, необходимого для проветривания горнопроходческих и очистных работ в блоке.

7.1 Для проходческих забоев:

å Qnp=l,43(5,1 + 5,1 + 5,1) = 21,9 м3/с, где

1,43 - коэффициент запаса  воздуха, который необходимо подать  к всосу ВMП.

7.2 Для подэтажных выработок, где производится бурение глубоких скважин.

å Qбур. = 1,43 х (2,5+2,5) = 7,15 м3/с

7.3 Для подэтажных выработок, где производится добыча руды

å Qдоб. = 1,43(4,5 + 4,5 = 4,5) = 19,3 м3/с.

7.4 Общий расход чистого воздуха  для проветривания блока с  учетом резерва, равного 1,187.

å Q1дл.= 1,187х (21,9 + 7,15 +19,3) = 57,4 м3/с

7.5 Количество чистого воздуха  с учетом эксплуатации дизельной  техники (ТОРО-400Д) на вспомогательных  работах в блоке.

å Qбл = å Q1бл. + QПДМ = 57,4 + 12,5 = 69,9 м3/с

 

В целом, схема проветривания проектируемого блока принципиально не меняется.

 

Заключение

Анализ горно-геологических условий Разрезного блока 4/7 Юкспорского месторождения выше высотной отметки +170 показал, что оно представлено весьма мощным рудным телом, нормальная мощность которого изменяется от 230 до 45 м (горизонтальная – от 400 до 70 м). 

По углу падения запасы руды выше отметки +170 необходимо отнести к наклонному месторождению, так часть рудного тела с углами падения от 25 до 45º составляет 59 % от всех запасов. При этом средний угол падения составляет 35º. Часть рудного тела с углом падения менее 25º составляет 37% от всех запасов руды, а с углом падения более 45º (менее 4 % запасов) составляет незначительную часть запасов и не является характерным для данного месторождения.

Все горные работы должны сопровождаться прогнозированием удароопасности участков горного массива и краевых частей выработок. Прогноз удароопасности массива подразделяется на региональный и локальный, осуществляется в соответствии с методиками и требованиями, изложенными в нормативных документах по предотвращению горных ударов.

Порядок и объем применения профилактических противоударных мероприятий регламентируется нормативными документами по горным ударам.

Принимая во внимание фактические горно-геологические (постоянные факторы) и  горнотехнические условия Кировского рудника, а также  переменные факторы, для отработки Разрезного блока 4/7 гор. +170 м рекомендуется применение следующих систем разработки:

- подэтажного обрушения с торцевым выпуском;

- подэтажного обрушения с траншейным выпуском.

При применении системы разработки с подэтажным обрушением и торцевым выпуском в усреднённых горно-геологических условиях Разрезного блока 4/7 гор. +170 м потери в среднем составят 15,4%, разубоживание 16,3%, удельный расход подготовительно-нарезных работ 1,73 м/1000т.

При применении системы разработки с подэтажным обрушением и траншейным выпуском в усреднённых горно-геологических условиях Разрезного блока 4/7 гор. +170 м потери в среднем составят 16,7%, разубоживание 14,0%, удельный расход подготовительно-нарезных работ 1,81 м/1000т.

Результаты сравнения технико-экономических показателей позволяют сделать вывод о том, что в горно-геологических условиях Разрезного блока 4/7 гор. +170 м  Юкспорского месторождения применение систем разработки с подэтажным обрушением как с торцевым, так и с траншейным выпуском руды можно считать равноценным. Однако учитывая то, что технология  отработки запасов апатит-нефелиновых руд ромбовидными камерами на подземных рудниках ОАО «Апатит» в настоящее время широко распространена и хорошо отработана, система разработки с подэтажным обрушением и торцевым выпуском рекомендуется как основная.