ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Принято решение о введении долгосрочной шкалы индексации утилизационного сбора на сельскохозяйственную технику

Постановление Правительства Российской Федерации вступит в силу с 1 января 2025 года. При формировании изменений в коэффициенты утильсбора на сельскохозяйственную технику Минпромторг России внимательно проанализировал предложения профильных комитетов Государственной Думы и Совета Федерации, отраслевого сообщества и экспертов. Была сформирована сбалансированная позиция, которая позволит и удовлетво...

В России в 2025 году планируется разработка стандартов цифровизации и автоматизации сферы ЖКХ

Технический комитет по стандартизации планирует в следующем году разработать стандарт ГОСТ Р по автоматизации и цифровизации жилищно-коммунальной сферы в России. Внедрение стандарта позволит повысить эффективность, надёжность и прозрачность отрасли ЖКХ и будет способствовать цифровой трансформации процессов государственного регулирования. ГОСТ Р «Автоматизация, информатизация и цифровизация ЖКХ...

Эксперты обсудили вопросы развития электронного машиностроения в России

Эксперты радиоэлектронной отрасли обсудили вопросы развития электронного машиностроения в рамках заседания Экспертного совета по развитию электронной и радиоэлектронной промышленности при Комитете Госдумы по промышленности и торговле под председательством генерального директора Объединенной приборостроительной корпорации (управляющей компании холдинга «Росэлектроника» Госкорпорации Ростех) Сергея ...

Минпромторг России представил проект Стратегии развития реабилитационной индустрии Российской Федерации на период до 2030 года

В рамках Российской недели здравоохранения состоялась презентация подготовленного Минпромторгом России проекта Стратегии развития реабилитационной индустрии Российской Федерации на период до 2030 года. Результаты полуторагодовой работы над проектом Стратегии представил директор Департамента развития фармацевтической и медицинской промышленности Дмитрий Галкин. Документ разработан с учетом измен...

На Донбассе завершился аудит металлургического комплекса региона

В южном отделении государственного научного центра ЦНИИчермет им. И.П. Бардина прошло совещание, посвященное развитию металлургической промышленности ДНР. На встрече, организованной с участием Ивана Маркова, директора Департамента металлургии и материалов Минпромторга России, и Евгения Солнцева, председателя Правительства ДНР, а также представителей местных промышленных предприятий, обсуждались ре...

Ростех и ГЛИЦ поставили мировой рекорд по дальности полета на парашюте с системой специального назначения «Дальнолет»

Парашютная система специального назначения «Дальнолет», разработанная Госкорпорацией Ростех, успешно прошла испытания, в ходе которых был установлен новый мировой рекорд по дальности полета. В рамках тестов, проводимых специалистами Государственного летно-испытательного центра им. Чкалова Минобороны России, парашютисты совершили прыжок с высоты 10 000 метров, преодолев более 80 км — такого р...

24 Октября 2011

Внедрение высокопроизводительных систем разработок на рудниках ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель»

Внедрение высокопроизводительных систем разработок на рудниках ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель»

Анализ результатoв научных иccледoваний и пoлувекoвoй oпыт применения в прoмышленных маcштабах cиcтемы этажнoгo принудительнoгo oбрушения на руднике «Запoлярный» пoказали ее безoпаcнocть, технoлoгичеcкую целеcooбразноcть и экономичеcкую выгоду по cравнению cо вcеми ранее применявшимиcя на руднике технологиями добычи в течение вcего периода его деятельноcти [1,2]. Поэтому для отработки рудных залежей при развитии горных работ на вновь вводимом Южном учаcтке меcторождения c полным основанием была рекомендована система этажного принудительного обрушения с одностадийной выемкой и применением самоходного оборудования.

Опытно-промышленные испытания (ОПИ) системы в условиях рудника проходят с 2004 г. Их целью является выбор оптимальных по фактору горного давления параметров системы разработки и условий ее удовлетворительного применения. На первом этапе испытания проводились в блоке 6А западного участка поля «прирезки». Принятая схема рудной подготовки (рис. 1) заключается в проведении серии выработок по
почве (транспортно-доставочный горизонт) и кровле (вентиляционно-буровой горизонт) рудного тела. Форма залегания рудного тела в пределах блока 6А не позволяла осуществить его подготовку одним шагом. Поэтому горизонт нижней подсечки был разбит на несколько шагов подготовки. Отработку блока было предложено начать с восточного фланга (от технической границы шахты № 7) с развитием очистных работ на запад, субпараллельно существующей линии обрушения, что способствовало плавной посадке покрывающих пород уже в начальный период отработки блока [3, 4].

Система разработки блока 6А

Рис. 1. Система разработки блока 6А:
1 — рудное тело; 2— породы налегающей толщи; 3— веера посадочных скважин; 4— веера отбойных скважин; 5— обрушенные породы налегающей толщи; 6—отбитая руда; 7 — выработки транспортно-доставочного горизонта; 8— выработки вентиляционно-бурового горизонта

Первые осложнения возникли на стадии подготовки опытного блока и заключались в разрушении сопряжения транспортно-доставочных штреков (ТДШ-14) с ТБО 6 А5 (рис. 2). По результатам расследования были установлены причины инцидента:
— наличие тектонического нарушения 2-го порядка, простирающегося под острым углом к контуру обрушенных пород;
— значительная изрезанность транспортно-бурового горизонта нарезными выработками (в отдельных местах ширина целиков едва достигала 5—7,5 м);
— влияние очистных работ (расстояние до линии очистного фронта составляло 27 м) [5].На основании оценки сложившейся ситуации было принято решение об изменении направления фронта очистных работ и принятой схемы подготовки. Отработку опытного блока на данном этапе предлагалось начать с широтной разрезки северной части с последующим движением очистного фронта на юг, а для его отработки использовать транспортно-доставочные (ТДШ - 13, 14, 15) и вентиляционные (ВШ - 12, 15) штреки, ориентированные в меридиональном направлении — перпендикулярно линии фронта очистных работ (рис.3).

. Развитие горных работ на западном участке поля «прирезки»

Рис. 2. Развитие горных работ на западном участке поля «прирезки»:
6А, 6—10— номера отрабатываемых блоков

При этом по возможности предлагалось исключить широтные сбойки между транспортно-доставочными штреками и до начала очистной выемки выполнить полную посадку покрывающих пород. Посадку пород налегающей толщи предлагалось проводить через каждые 2—3 цикла взрывания отбойных скважин. В дальнейшем при развитии зоны самообрушения шаг посадки допускалось увеличивать.

Система разработки блока № 10

Рис. 3. Система разработки блока № 10: 1—8— см. рис. 1

Реализация предложенной схемы началась в 2005 г. В ходе отработки блока не удалось выдержать прямолинейную линию фронта очистных работ: при общей длине фронта ~70 м отставание западной части блока (40 м) от восточной (30 м) достигло 24 м, в результате чего в угловой части западного участка сформировалась зона повышенного горного давления — здесь отмечалось увеличение выхода негабарита [6].

В декабре 2005 г. опытный блок 6А был отработан, однако полученные результаты не могли служить основанием для окончания ОПИ и внедрения данной технологии в производство. Поэтому испытания были продолжены в блоке № 10. Основным отличием схемы подготовки блока № 10 являлось уменьшение количества транспортно-доставочных штреков с расстоянием между ними в 60-70 м.

К 2007 г. был отработан северный участок блока № 10. В целом результаты ОПИ оказались положительными, а вариант системы разработки рекомендован к промышленному применению на западном участке поля «прирезки».

Однако в ходе дальнейших испытаний при приближении очистных работ в блоках 6А и 10 к ТДШ-4 и ТДШ-3 наблюдениями за состоянием вышеуказанных выработок отмечались систематические нарушения крепи, уменьшение размеров целиков между транспортно-доставочными ортами, а также обрушения кровли сопряжений ТДШ-4 с ТДО-6-15, ТДО-6-17, ТДО-6-18, ТДО-6-19 и ТДШ-3 с ТДО-10-4, ТДО-10-5. Ширина целиков между транспортно-доставочными ортами (ТДО) вместо положенных 7,5—8,0 м уменьшалась до 2—3 м, принимая фигурные формы «песочных часов» и «обелисков» (рис. 4). При этом основные разрушения отмечались только в выработках транспортно-доставочного горизонта, в то время как состояние выработок вентиляционно-бурового горизонта характеризовалось как удовлетворительное [7]. По результатам расследования обрушений было установлено, что основной причиной разрушений является влияние очистных работ, которое в совокупности с геологическими особенностями строения рудного тела (крупноблочное, с ослаблением блоков вторичными минералами), значительной изрезанностью краевой части массива подготовительными выработками, а также низкой скоростью очистных работ приводит к полученным результатам.

Формы разрушения целиков между транспортно-доставочными ортами         Формы разрушения целиков между транспортно-доставочными ортами       Формы разрушения целиков между транспортно-доставочными ортами
Рис. 4. Формы разрушения целиков между транспортно-доставочными ортами


Для решения возникших проблем было предложено проводить выработки транспортно-доставочного горизонта в породах подстилающей толщи, а толщину защитной породной корки под ослабленным контактом «руда—порода» принимать не менее 2 м. Применение полевой подготовки позволит увеличить ширину целиков между транспортно-доставочными ортами без ухудшения показателей извлечения руды. Также увеличили мощность рудо-породной потолочины между штреками вентиляционно-бурового и транспортно-доставочного горизонтов, тем самым снизив изрезанность краевой части массива. В качестве дополнительных мер, позволяющих уменьшить взаимное влияние фронта очистных работ и параллельных ему подготовительных выработок, рекомендовано сместить оси вентиляционно-бурового и транспортно-доставочных штреков по вертикали. Предложенная схема полевой подготовки была рассмотрена в апреле 2008 г. и рекомендована к проведению ОПИ. В настоящее время в рамках ОПИ на руднике «Заполярный» дорабатываются ранее подготовленные запасы с рудной подготовкой и ведется нарезка новых блоков с полевой схемой подготовки.

ОПИ камерной системы разработки с твердеющей закладкой при выемке подработанных вкрапленных руд рудника «Комсомольский» проводились по двум вариантам: с двумя подэтажами и сразу на всю мощность (без разделения на подэтажи) (рис. 5) [8]. По первой схеме размеры камер первого подэтажа составляли: ширина — 8—10 м, высота — до 20 м, длина — до 95 м; второго подэтажа: длина — до 45, высота — до 50 м (рис. 5, а). При закладке выработанного пространства камеры первого подэтажа предусмотрено оставить технологическое пространство для отработки камер второго подэтажа. По второму варианту (рис. 5, б) размеры камер принимали: ширина — до 10 м, длина— до 45 м, высота — до 55 м [9].

Технологические схемы отработки запасов лент камерами

Рис. 5. Технологические схемы отработки запасов лент камерами:
а —с двумя подэтажами; б— навею мощность. Здесь L, — длина камеры, Н — высота камеры, I п/э — высота первого подэтажа, ТДО — транспортный доставочный орт, НРШ — нижний разрезной штрек, ВШ — вентиляционный штрек, БО — буровой орт, РШ — разрезной штрек

Для проведения технологических операций, связанных с буровзрывными работами в камерах, а также обеспечения проветривания выполнены верхний и нижний разрезные штреки, буровой штрек, транспортно-доставочные, буровые и слоевые орты.

Бурение при проведении выработок и нарезных работах (разделка подсечек) в камерах выполняли буровыми установками типа «Бумер-282» и «Бумер L-2D». Проходку отрезных восстающих в камерах осуществляли как буровзрывным способом, так и с помощью буровой установки типа «Роббинс».

Отбойку руды в камере проводили зарядами ВВ в нисходящих скважинах диам. 105 мм, которые бурили установками Solo 1020 или «Симба». Расстояние между скважинами и рядами скважин — 1,5—2 м. Отбойку осуществляли секциями по 2—3 ряда скважин.

Отбитую рудную массу из камер отгружали при помощи погрузочно-доставочных машин (ПДМ) R-1700 или СТ-6, СТ-8. Заезд в камеру ПДМ разрешался только в ручном режиме на длину ковша, отгрузку руды в очистном пространстве камеры проводили в режиме дистанционного управления. Среднее время отработки камер составило 4—5 мес. На рис. 6 приведен график зависимости суточной производительности камер (Асут) от их длины [10].

График зависимости суточной производительности камер от их длины

Рис. 6. График зависимости суточной производительности камер от их длины

Для закладки камер использовали твердеющую закладочную смесь марки М40, последний слой в камере высотой до 0,5 м закладывали смесью М100 для обеспечения возможности дальнейшей работы самоходного оборудования. Состояние кровли и рудных бортов очистного пространства камер было удовлетворительное [11].

Наблюдениями за сдвижением налегающей толщи пород в процессе разработки сплошных руд установлено, что подрабатываемые вкрапленные руды деформируются [12]. Расслоение налегающих пород нарастало пропорционально пролету их подработки. Наибольшие расслоения приурочены к зоне контакта вкрапленных и сплошных руд на высоту до 30 м, с увеличением высоты до 60—80 м процесс расслоения затухает. В целом для шахты «Восток» рудника «Комсомольский» характерно плавное опускание подрабатываемого массива налегающих пород, включая и вкрапленные руды.

Программой и методикой ОП И была предусмотрена установка наблюдательной станции глубинных реперов на вентиляционно-закладочном горизонте —280 м. Инструментальные наблюдения проводили один раз в месяц.

Анализ данных наблюдений по глубинным реперам показал следующие характеристики процессов сдвижения массива:
— скорость оседаний массива (v) была постоянной в течение всего периода отработки камер и не превышала 0,02 мм в сутки (рис. 7);
— сдвижение массива имеет разнонаправленный характер, но в целом наблюдается тенденция к сжатию;
— критических величин сжатия или растяжения массива не отмечается [13].

Скорости сжатия и растяжения массива по глубинным реперам

Рис. 7. Скорости сжатия и растяжения массива по глубинным реперам:
1 — на интервале 9—6 м; 2 — на интервале 9—3 м; 3 — на интервале 6—3 м

Наблюдательной станцией геометрического нивелирования, расположенной на горизонте —330 м в соединительном квершлаге № 1, зафиксировано, что в восточной части, как и в прежние годы, продолжается развитие процессов оседания массива в районе выработки. Максимальное оседание за 2008 г. составило 17 мм, средняя скорость смещений -8 мм в год. После начала в 2007 г. отработки залежи в пятой панели значительных изменений в процессе сдвижения массива не отмечено. Процесс сдвижения массива характеризуется плавным оседанием без критических величин.

По данным маркшейдерской документации смещений границ по высоте не происходило, а увеличение ширины камер относительно проектной находилось в пределах допустимых отклонений для скважинной отбойки — не более 2 м.

Таким образом, результаты наблюдений и измерений показали, что принятые для проведения ОПИ и показанные выше конструктивные параметры камер обеспечивают устойчивость вертикальных и горизонтальных обнажений. Выполненные исследования подтверждают возможность применения высокопроизводительных камерных систем разработки запасов вкрапленных руд.

Разработка рудника

Библиографический список

1. Жигалов М. Л., Ярунин С. А. Технология, механизация и организация подземных горных работ. — М.: Недра, 1990.— 423 с.
2. Слепцов М. Н., Азимов Р. Ш., Мосинец В. Н. Подземная разработка месторождений цветных и редких металлов. — М. : Недра, 1986. — 206 с.
3. Баклашов И. В. Деформирование и разрушение породных массивов. — М.: Недра, 1988. — 271 с.
4. Новиков Г. Я., Зильбершмидт М. Г. Управление свойствами пород в процессах горного производства. — М. : Недра, 1994.-224 с.
5. Мельников Н. И. Проведение и крепление горных выработок. — М.: Недра, 1988. — 336 с.
6. Куликов В. В. Выпуск руды. — М. : Недра, 1980. — 303 с.
7. Гелескул М. Н., Каретников В. Н. Справочник по креплению капитальных и подготовительных горных выработок. — М.: Недра, 1982. — 479 с.
8. Бронников Д. М., Замесов Н. Ф., Богданов Г. И. Разработка руд на больших глубинах. — М.: Недра, 1982. — 292 с.
9. Карелин В. Н., Бадтиев Б. П., Марысюк В. П. и др. Исследование влияния параметров камер на устойчивость обнажений массива подработанных вкрапленных руд // Горный журнал. 2010. № 6. С. 55—57.
10. Каплунов Д. Р. Развитие производственной мощности подземных рудников при техническом перевооружении. — М. .Наука, 1989.— 263 с.
11. Хомяков В. И. Зарубежный опыт закладки на рудниках. — М.: Недра, 1984. — 224 с.
12. Родионов В. Н., Сизов И. А., Цветков В. М. Основы геомеханики. — М.: Недра, 1986. — 301 с.
13. Кратч Г. Сдвижение горных пород и защита подрабатываемых сооружений. — М.: Недра, 1978. — 494 с.


В. Б. Вильчинский, Л. В. Савинков, X. X. Кожиев, В. П. Марысюк, Ю. Н. Наговицин

Статья из журнала "Горный журнал", специальный выпуск , 2011 г.

Кол-во просмотров: 16249
Яндекс.Метрика