6.4.5 Отработка крутого пласта горизонтальными полосами по восстанию с гидравлической закладкой
Система предназначена для разработки пластов мощностью свыше 3 м с углами падения более 60°. Пласты мощностью свыше 4,5 м могут разрабатываться послойно. Выемка угля производится с помощью механизированного комплекса МКЗ (рис. 6.20).
Этаж делится на выемочные поля размером по простиранию 300—400 м. Подготовка выемочного поля производится с этажных полевых штреков: откаточного и вентиляционного. На откаточном горизонте проводят квершлаг, разделяющий выемочное поле на два крыла длиной по 150—200 м; от квершлага в обе стороны вынимают первую (нулевую) полосу обычным способом. На флангах выемочного поля проводят вентиляционные скаты, которые соединяют с вентиляционными квершлагами.
Выемка угля в лаве производится полосами, толщина которых по восстанию принимается равной 4—4,5 м.
Рис. 6.20. Технологическая схема отработки крутого пласта полосами по простиранию с выемкой угля комплексами МКЗ и гидравлической закладкой:
а — технологическая схема; б —выемка угля комбайном; в — крепление выработанного пространства
Крепление выработанного пространства производится рамами: породы висячего и лежачего боков крепятся металлическими анкерами, а массив угля поддерживается раздвижными верхняками, состоящими из двух отрезков спецпрофиля, соединенных клиновым замком.
После выемки полосы на всю длину крыла комбайн вхолостую возвращается к центру выемочного поля и по переходному мосту-ферме перемещается в смежный забой, а в полосе ведутся работы к приему закладки. Пульпа подается по трубам, проложенным по фланговому скату, и растекается вдоль полосы. Под ее напором всплывают понтоны вместе с конвейером на необходимую высоту.
После окончания закладочных работ комбайн возвращается и производит выемку следующей полосы. Очистные забои попеременно опережают друг друга на половину высоты полосы. Вслед за их подвиганием возводится углеспускной скат, а фланговые скаты погашаются.
Проветривание очистных забоев осуществляется за счет общешахтной депрессии.
Транспортирование угля вдоль полосы производится скребковым конвейером, установленным, как отмечалось выше, на понтонах, далее самотеком по углеспускеому скату уголь поступает на ленточный конвейер промежуточного квершлага.
7 Подземная разработка рудных месторождений
7.1 Общие положения
Руда— это горная порода, которую при современном уровне развития техники и технологии целесообразно разрабатывать в промышленном масштабе с целью извлечения содержащихся в ней полезных компонентов (металлов или необходимых народному хозяйству минералов).
Естественное скопление руды в недрах называют рудным телом или рудной залежью, а группу близко расположенных рудных тел или одно обособленное, но очень крупное рудное тело — рудным месторождением.
Пустой породойназывают горные породы, окружающие рудное месторождение или включенные в него, которые совсем не содержат полезных компонентов либо содержат их, но в количестве, недостаточном для экономически целесообразной их добычи и переработки.
Для характеристики значимости месторождения введено понятие минимального промышленного содержания, или промминимума, полезного компонента. Среднее содержание полезного компонента в некотором объеме рудного тела, при котором ценность этого полезного компонента равна затратам на добычу руды и ее переработку, называютпромминимумом. Если содержание полезного компонента больше промминимума, то месторождение относится к числу промышленных и может разрабатываться в настоящее время.
Промминимум устанавливается на базе технико-экономических расчетов и является как бы границей, разделяющей понятия «руда» и «пустая порода». Если содержание полезного компонента в горной породе больше промминимума, то эта порода является рудой, а если меньше, то пустой породой.
Очевидно, что для ценных дефицитных руд величина промминимума ниже, чем для малоценных. Так, для железных руд промминимум составляет 20—40%, для свинцовых, цинковых и медных 0,6..0,9%, для золотосодержащих руд — 1,5..3 г/т.
С другой стороны, величина промминимума предопределяется и затратами на добычу и переработку. Поэтому горная порода с одинаковым содержанием одного и того же полезного компонента в одних случаях может быть рудой (если условия разработки благоприятны, а значит, себестоимость добычи невысока), а в других случаях — пустой породой (из-за сложности горно-геологических условий, отдаленности от перерабатывающих предприятий и т. п.).
Промминимум на данном месторождении со временем может быть пересмотрен в сторону снижения, если в результате совершенствования техники и технологии существенно изменятся затраты на добычу и переработку руды.
Руды бывают металлическими(руды черных, цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов) инеметаллическими(апатитовые и фосфоритовые руды; калийные и каменные соли; руды, содержащие слюду, пьезокварц, графит и некоторые другие виды минерального сырья). Крудам черных металловотносятся железные, марганцевые и титановые руды; крудам цветных металлов — медные, свинцово-цинковые, алюминиевые; крудам редких металлов— руды, содержащие литий, тантал, 'ниобий, бериллий; крудам благородных металлов— руды, содержащие золото, платину, и, наконец, к рудам радиоактивных металлов — урановые и ториевые руды.
В зависимости от количества входящих в них полезных компонентов руды делятся на простые(монометаллические) исложные(полиметаллические). Руды цветных металлов чаще всего бываютполиметаллическими. Так, например, полиметаллические месторождения Восточного Казахстана содержат одновременно свинец, цинк, медь и др.
Рудные тела по форме разделяются на линзообразные, жильные, массивные, пластообразные и пластовые. Линзообразныетела в сечении представляют собой форму линз, мощность которых в центральной части достигает десяти и даже сотни метров.Жилы(рис. 7.1, а) — трещины в земной коре, заполненные минеральным веществом.Массивныезалежи (рис. 7.1, 6) — гнезда, штоки — отличаются сложностью форм, неясностью границ контактов с вмещающими породами и непостоянством состава.Пластовыеипластообразныезалежи аналогичны угольным пластам, ограничены двумя приблизительно параллельными поверхностями и занимают значительную площадь.
Рис. 7.1. Формы залегания рудного тела:
а — жильная; б — массивная залежь; 1 — наносы; 2 — руда; 3 — включения пустых пород; 4 —вмещающие породы
По мощностирудные тела разделяют на: тонкие — мощностью менее .0,6—0,8 м; маломощные — от 0,6—0,8 до 5 м; средней мощности— от 5 до 10—15 м; мощные— более 10—15 м (в том числе весьма мощные — более 50—80 м).
По углу падениярудные тела разделяют на пологие — с углом падения до 25°, в том числе горизонтальные — с углом наклона до 3; наклонные — от 25 до 45° и крутые — с углом наклона более 45°.
При разработке рудных месторождений, так же как и угольных, имеют место потери полезного ископаемого, которые составляют 5—15% балансовых запасов, а в особо сложных случаях они достигают 30% и даже больше. Потери характеризуют полноту извлечения полезного ископаемого из недр. Виды потерь: общерудничные, эксплуатационные в массиве и в отбитой руде.
Общерудничные потери связаны с оставлением части запасов руды в различного вида охранных целиках около капитальных выработок и под подлежащими охране объектами на поверхности (зданиями, сооружениями, водоемами, железными дорогами). Эксплуатационные потери руды в массиве происходят из-за оставления руды в неизвлекаемых целиках внутри очистных блоков, у штреков и восстающих и др. Эксплуатационные потери отбитой руды из-за неполноты выпуска руды из блока, при транспортировании руды, в местах перегрузок и складирования.
При разработке руд существует понятие разубоживание руды, т. е. снижение содержания полезного компонента в добытой рудной массе по сравнению с содержанием его в массиве руды за счет примешивания к руде в процессе добычи пустой породы. Следовательно,руда—это то, что находится в недрах и составляет месторождение, а рудная масса—это то, что отделено от массива и выдается на поверхность.Рудная масса— это часть руды (за минусом потерь в процессе добычи) вместе с примешанной к ней пустой породой.
Для разработки рудного месторождения или его части создается горнодобывающее предприятие, называемое рудником. Рудник может иметь одну или несколько производственно-хозяйственных единиц — шахт. Несколько близко расположенных рудников (подземных или открытых) и обогатительная фабрика, а нередко и металлургический завод объединяются в горнодобывающий (|горно-обогатительный, горно-металлургический)комбинат.