Проект отработки запасов нижних горизонтов основной рудной залежи Орловского месторождения

Проект отработки запасов нижних горизонтов основной рудной залежи Орловского месторождения

ЗАДАНИЕ

на выполнение дипломного проекта (работы)

Студенту

(фамилия, имя, отчество)

Тема проекта (работы): "Проект отработки запасов нижних горизонтов Основной рудной залежи Орловского месторождения"___________

утверждена приказом по университету: ____№ ____ от _____ 2002 г__

Специальная часть проекта: Выбор и обоснование систем разработки

Срок сдачи законченного проекта (работы): 25 мая 2002 г.

Исходные данные к проекту (работе): Принять к проектированию на подземную отработку нижних горизонтов (11-14) Основной рудной залежи Орловского месторождения запасы по состоянию на 01.01.2001 г. При выполнении диплома строго руководствоваться нормами и правилами безопасности и охраны труда, действующими на территории Республики Казахстан.

Перечень подлежащих разработке в дипломном проекте вопросов или краткое содержание дипломной работы: Геологическая характеристика месторождения, горная часть (состояние горных работ, производительность рудника, технологическое оборудование для проходческих и очистных работ, вскрытие нижних горизонтов, система разработки), горно-механическая часть, техника безопасности и технико-экономическая часть.

Перечень графического материала (с указанием обязательных чертежей):

1. Геология месторождения

2 - 4. Варианты схем вскрытия нижних горизонтов

5. Схема подготовки

6. Система разработки

7. Паспорт буровзрывных работ

8. Самоходное оборудование

9. Схема бетонозакладочного комплекса

Рекомендуемая основная литература:

1. Правила технической эксплуатации рудников, приисков и шахт, разрабатывающих месторождения цветных редких и драгоценных металлов. - М.: Недра, 1981. - 109 с.

2. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом. - М.: Недра, 1976. - 224 с.

3. Единые правила безопасности при взрывных работах. М.: Недра, 1992.

4. Нормы технологического проектирования рудников цветной металлургии с подземным способом разработки, ВНТП 37-86. - М.: Минцветмет СССР, 1986. – 212 с.

5. Именитов В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений. - М.: Недра, 1984. – 504 с.

Дата выдачи задания: 19 февраля 2002 г.

Заведующий кафедрой _______________В.Х. Кумыков

Руководитель проекта _______________А.И. Ананин

Задание принял к исполнению студент _______________

Дата 19 февраля 2002 г.

АННОТАЦИЯ

В данном дипломном проекте рассмотрены вопросы подземной отработки запасов нижних горизонтов (11-14) Основной рудной залежи Орловского месторождения.

Рассмотрены вопросы вскрытия, подготовки и системы разработки. Горно-механическая часть содержит вопросы выбора самоходного и подъемного оборудования, водоотлива и вентиляции.

Специальной частью проекта является выбор и обоснование системы разработки для отработки нижних горизонтов Орловского рудника.

Диплом изложен на __ стр. и содержит __ таблиц и рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ

введение

1. общие сведения о месторождении, проектные

 решения и состояние горных работ

2. горно-геологическая и горно-техническая

 характеристика орловского месторождения

 НА НИЖНИХ ГОРИЗОНТАХ

 2.1. Горно-геологические условия месторождения

2.1.1. Запасы месторождения и кондиции

2.1.2. Горно-геологическая характеристика, условия

 залегания рудных тел и качественная характеристика руд

2.2. Горно-технические условия месторождения

 2.2.1. Физико-технические свойства руд и вмещающих пород

 2.2.2. Устойчивость руд и вмещающих пород

 2.2.3. Оценка степени удароопасности месторождения

 2.2.4. Газоносность месторождения, склонность к самовозгоранию

 руд и вмещающих пород, взрывоопасность сульфидной пыли

 и силикозоопасность

3. обоснование технологии горных работ

 3.1. Способ и общая схема разработки

 3.2. Зона влияния подземных работ на поверхность

4. вскрытие запасов орловского месторождения

 ниже 11 горизонта

4.1. Первый вариант вскрытия нижних горизонтов

 4.2. Второй вариант вскрытия нижних горизонтов

 4.3. Третий вариант вскрытия нижних горизонтов

 4.4. Выбор оптимального варианта вскрытия

5. рекомендации по выбору сечений, способа и

 параметров крепления горных выработок

6. системы разработки

 6.1. Выбор систем разработки

 6.2. Отработка запасов 12¸13 горизонтов Основной залежи

 6.2.1. Горно-геологическая и горно-техническая

 характеристика 12 горизонта Основной залежи

 6.2.2. Подготовка выемочного участка

 6.2.3. Порядок отработки выемочного участка

 6.2.4. Нисходящая слоевая система разработки с закладкой

 выработанного пространства твердеющими смесями

 6.2.5. Подэтажно-камерная система разработки с закладкой

 выработанного пространства твердеющими смесями

7. производительность рудника

 7.1. Обоснование параметров выемочной единицы

 7.2. Подготовка и отработка выемочной единицы

 7.3. Годовая производительность рудника

8. механизация основных и вспомогательных работ

 8.1. Механизация горно-проходческих и очистных работ

 8.2. Механизация вспомогательных и ремонтно-монтажных работ

9. технология закладочных работ

 9.1. Требования к закладочным смесям

 9.2. Закладочное хозяйство

 9.3. Объемы закладочных работ

 9.4 Закладочные материалы

 9.5. Трубопроводный транспорт

10. вентиляция, промсанитария и

 борьба с пылью

 10.1. Анализ состояния проветривания рудника

 10.2. Расчет необходимого количества воздуха и выбор

 схемы проветривания

 10.3. Борьба с пылью, охрана труда и промсанитария

11. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

 11.1. Требования безопасности на отдельных технологических

 процессах

 11.2. Техника безопасности и охрана труда

 11.3. Экологичность проекта

 12. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 ЛИТЕРАТУРА

 ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий проект выполнен в соответствии с заданием на дипломное проектирование.

Исходными данными для разработки проекта явились Генеральный подсчет запасов Орловского месторождения [1] и баланс запасов нижних горизонтов.

Проект разработан с учетом требований действующих "Правил технической эксплуатации рудников, приисков и шахт, разрабатывающих месторождения цветных, редких и драгоценных металлов" (ПТЭ) [2], "Единых правил безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом" (ЕПБ) [3], ЕПБ при взрывных работах [4], "Норм технологического проектирования рудников цветной металлургии с подземным способом разработки" [5], СНиП П-94-80 [6] и "Инструкции по безопасному применению самоходного (нерельсового) оборудования в подземных рудниках" [7].

Проектом определено, что при условии своевременного проведения работ по подготовке и вводу в эксплуатацию новых горизонтов годовая производительность нижних горизонтов Основной рудной залежи Орловского рудника будет поддерживается на уровне 0,7 млн. т без учета затухания работ на залежи.

Принятые проектом схемы вскрытия, вентиляции, параметры основных технологических процессов и конструктивные элементы систем разработки приняты на основе расчетов и обобщения отечественного и зарубежного опыта отработки месторождений со сходными горно-геологическими и горно-техническими условиями, а также учитывают опыт отработки Орловского рудника.

В специальной части проекта освящены вопросы выбора систем разработки и сделано обоснование параметров их конструктивных элементов.

1. Общие сведения о месторождении, проектные  решения и состояние горных работ

Орловское месторождение расположено на территории Восточно-Казахстанской области в 135 км на северо-запад от областного центра – г. Усть-Каменогорска и в 40 км к северо-востоку от районного центра г. Бородулихи (рис.1.1 и 1.2).

Месторождение разрабатывается одноименным рудником, входящим в состав Жезкентского горно-обогатительного комбината (пос. Жезкент).

Рудник связан с г.г. Усть-Каменогорском и Семипалатинском автомобильной дорогой. В 10 км от месторождения находится г. Горняк (Россия) и железнодорожная станция Неверовская.

Район характеризуется равнинным рельефом. Климат резко континентальный. Максимальная температура составляет плюс 380С, минимальная - минус 450С. Среднегодовое количество осадков 379 мм. Продолжительность зимнего периода с 25 октября по 20 апреля.

Гидросеть в районе месторождения отсутствует. Ближайшая речка Золотуха находится в 12 км к востоку от месторождения. Карстовые явления не отмечены, оползни и сели не характерны. Сейсмичность района 6 баллов.

Местная топливно-энергетическая база отсутствует, уголь и лес доставляются по железной дороге. Энергоснабжение рудника производится от питающего центра "Шульбинская ГЭС" по ЛЭП 220 Л-207 протяженностью 72,3 км. Входная подстанция "Жезкент" с трансформатором АТ-63 МВА.

Теплоснабжение и обеспечение горячей водой промышленных объектов осуществляется от Жезкентской котельной.

Район ориентирован на сельскохозяйственное производство. Рабочей силой предприятие обеспечивается за счет населения п. Жезкент, прилежащих сел и частично г. Горняк.

В 1966 г. Казгипроцветметом выполнено проектное задание "Строительство Орловского рудника" [8]. Мощность Орловского рудника по добыче руды с применением переносного оборудования определена в объеме 1500 тыс. т в год.

В 1980 г. Казгипроцветметом выполнен технический проект "Вскрытие нижних горизонтов для восполнения выбывающих мощностей Орловского рудника" [10], в котором предусмотрены решения по дальнейшей отработке запасов Орловского месторождения до 11 горизонта.

В 1983 г. Казгипроцветмет выполнил корректировку проектного задания "Строительство Орловского рудника" [11]. Проект обосновывал снижение годовой производительности рудника с 1500 до 1300 тыс. т в связи с выявившимися более сложными горно-техническими условиями и связанным с этим переходом на менее производительные подэтажно-камерную и слоевую системы разработки. Вместе с тем в этом проекте показана возможность увеличения годовой производительности рудника до 1500 тыс. т за счет вовлечения в отработку запасов залежи "Новая", вскрытие которой предусматривалось начать в 1986 г.

В 1991 г. Казгипроцветметом разработан проект "Вскрытие и отработка залежи "Новая" [13]. Производительность рудника с подключением к отработке запасов руды залежи "Новая" составляет 1300 тыс. т в год, в том числе с залежи "Новая" – 700 тыс. т в год. Для отработки приняты освоенные на руднике нисходящая слоевая (90 %) и подэтажно-камерная (10 %) системы разработки. Общее расчетное количество воздуха для проветривания определено в объеме 340 м3/с.

В 1997 г. Казгипроцветметом выполнен проект "Вскрытие и отработка нижних горизонтов Орловского месторождения" [14], который является корректировкой горно-технологической части ранее выполненных технических проектов. Необходимость выполнения этого проекта обусловлена отставанием строительства промышленных объектов рудника, изменением технических решений в части вскрытия нижних горизонтов, режима работы рудника и типа применяемого технологического оборудования. Проектом показана возможность увеличения годовой производительности рудника с 1300 до 1500 тыс. т руды.

К настоящему времени Орловское месторождение вскрыто до 11 горизонта центрально расположенными стволами шахт "Орловская" и "Скиповая" и расположенными на флангах стволами шахт "Северная" и "Южная".

Ствол шахты "Орловская" диаметром в свету 6,5 м пройден до 12 горизонта, оборудован двумя одноклетевыми подъемами и служит для спуска-подъема людей, материалов, оборудования и подачи свежего воздуха в количестве до 230 м3/с.

Ствол шахты "Скиповая" диаметром в свету 5 м пройден до 12 горизонта, оборудован двухскиповым рудным и односкиповым породным подъемами.

Ствол шахты "Северная" диаметром в свету 5 м пройден до 11 горизонта, оборудован одноклетевым подъемом и служит для подачи свежего воздуха в количестве до 120 м3/с и аварийного подъема людей.

Ствол шахты "Южная" диаметром в свету 5 м пройден до 10 горизонта, оборудован одноклетевым подъемом и служит для выдачи загрязненного воздуха в количестве до 249 м3/с и аварийного подъема людей.

Ствол шахты "Новая" диаметром в свету 7 м пройден на глубину 100 м от поверхности. Дальнейшая проходка его приостановлена в связи со сложными гидрогеологическими условиями.

2. горно-геологическая и горно-техническая характеристика ОСНОВНОЙ ЗАЛЕЖИ орловского месторождения НА НИЖНИХ ГОРИЗОНТАХ

2.1. Горно-геологические условия месторождения

2.1.1 Запасы месторождения и кондиции

Запасы Орловского месторождения утверждены ГКЗ СССР в 1967 г.

Промышленные кондиции на руды Орловского месторождения утверждены ГКЗ СССР в 1964 г. Они предусматривают:

минимальное промышленное содержание условной меди для оконтуривания балансовых запасов – 1 %;

переводные коэффициенты в условную медь: для меди – 1; для свинца – 0,4, для цинка (с учетом кадмия) - 0,4;

при пересчете в условную медь не учитывать содержания в пробах менее: для меди – 0,2 %; для свинца - 0,1 %; для цинка – 0,5 %;

минимальная мощность рудных тел, включаемых в подсчет запасов, для крутопадающих (более 300) – 1 м и пологопадающих – 1,6 м; при меньшей мощности, но высоком содержании руководствоваться соответствующим метропроцентом;

максимальная мощность внутрирудных прослоев пород и некондиционных руд, включаемых в контур запасов, для крутопадающих и пологопадающих рудных тел – 2 м;

бортовое содержание условной меди для подсчета запасов забалансовых руд – 0,5 %;

Состояние запасов Орловского месторождения по залежи "Основная" на 1.01.2002 г. приведено в таблице 2.1.

Таблица 2.1 Состояние запасов по залежи "Основная"

К проектированию дипломным проектом приняты запасы 11-14 горизонтов – 8312,9 тыс. тонн руды Основной рудной залежи.

2.1.2 Горно-геологическая характеристика, условия залегания рудных тел и качественная характеристика руд

Орловское месторождение расположено в юго-западной части Золотушинско-Орловского рудного поля в висячем боку Иртышского глубинного разлома.

Месторождение сложено метаморфизованными образованиями верхнего ордовика и вулканогенно-осадочными отложениями среднего и верхнего девона. Преобладающее развитие имеют породы среднего девона, которые подразделяются на лосишинскую и таловскую свиты.

Лосишинская свита сложена алевролитами и алевропилитами с прослоями туфогенных алевролитов, туфов, туффитов, альбит-порфиров и лавобрекчий кислого состава. Мощность свиты меняется от 200-250 до 800 м.

Таловская свита представлена преимущественно эффузивами кислого состава: кварцевыми порфирами, лавобрекчиями кварцевых альбит-порфиров, реже туфами кислого состава. Мощность свиты – 500 м.

Повсеместно распространены кайнозойские отложения, представленные суглинками, песками и глинами. Суммарная мощность рыхлых отложений достигает 120 м.

Интрузивные образования представлены субвулканическими фельзитовидными альбит-порфирами средне-верхнедевонского возраста и плагиогранит-порфирами, гранодиорит-порфирами змеиногорского комплекса. Ряд интрузивных пород завершается комплексом малых интрузий постзмеиногорского возраста – дайками диабазовых, диоритовых порфиритов и микрогранодиорит-порфиров.

Структура месторождения представляет собой тектонический блок горст-антиклинарного типа. Восточной границей месторождения служит крутопадающий субмеридиональный Восточный разлом, с севера месторождение обрамлено массивом гранодиоритов, юго-западной границей является Березовский надвиг.

Рудоконтролирующим на Орловском месторождении является контакт лосишинской и таловской свит. В процессе рудоотложения вмещающие породы подверглись гидротермальному метаморфизму, выразившемуся в образовании хлоритовых, серицитовых, хлорит-карбонатных и кварцевых метасоматитов. Мощность измененных пород колеблется от первых метров до 100-150 м и более. Зона околорудных метасоматитов имеет асимметричное строение: мощность ее в лежачем боку рудных тел в 3-10 раз превосходит мощность в висячем боку. Длина зоны околорудных метасоматитов по простиранию превышает длину рудных тел не менее чем на 600-700 м, а в ширину она примерно в 1,5 раза больше мощности рудных тел. Характерна частая перемежаемость пород: лав и лавобрекчий риолитов, туфов и туффитов кислого состава, серицитов, хлоритолитов по лавам андезито-базальтового состава. Общее субмеридиональное простирание рудовмещающей зоны к северу сменяется на северо-восточное.

Рудные тела представлены сложными межпластовыми залежами, залегающими на глубине от 70 до 1200 м от поверхности.

Продуктивный контакт и подстилающая рудную зону толща пород осложнены дополнительной складчатостью и двумя основными системами тектонических нарушений субмеридионального и субширотного направлений. Наиболее крупный широтный разлом проходит между Вторым и Третьим рудными телами, ограничивая в то же время Первое рудное тело и залежь "Новую" с юга.

В пределах Орловского месторождения разведаны рудные залежи "Основная", "Новая", "Громовская" и ряд обособленных линз (линзы №№ 45, 46 и другие).

Основная залежь состоит из четырех сопряженных через тектонические нарушения рудных тел, залегающих на глубине от 70 до 700 м. Залежь имеет северо-восточное простирание.

Первое рудное тело расположено в прикупольной части антиклинальной складки на глубине 70-175 м и выходит непосредственно под рыхлые отложения. Максимальная мощность его (44 м) отмечается в южной части, в направлении к северному флангу рудное тело выклинивается. Длина его по простиранию – 300 м, по падению ( в среднем) – 145 м (максимальная до 180 м). Средняя мощность – 19 м, угол падения – 30-650 на запад.

Второе рудное тело делится на две части: пологую и крутую. Крутопадающая часть, соприкасающаяся с Первым рудным телом, приурочена к флексурному изгибу, имеет длину по простиранию около 300 м, по падению – 180-200 м, мощность ее изменяется от 1 до 15 м и составляет в среднем 8 м. Основная часть запасов (95 %) находится в нижней пологой части, залегающей на глубинах 350-700 м от поверхности. Второе рудное тело падает на запад под углом 20-450. Длина его по простиранию составляет 660 м, по падению – около 400 м, средняя мощность пологой части 35 м.

Третье рудное тело локализуется на продолжении Второго рудного тела на юго-запад. По простиранию оно разведано на 250 м при ширине 200 м. Угол падения его составляет 20-450, средняя мощность – 16,2 м. В генеральном подсчете запасов [1] Третье рудное тело объединено с Четвертым. В висячем и лежачем боках рудных тел Основной залежи разведано свыше двух десятков мелких линз. Линзы располагаются как среди эффузивов надрудной толщи, так и среди кремнистых алевролитов лежачего бока рудной зоны. Промышленный тип месторождения – колчеданно-полиметаллический. Основными полезными компонентами руд месторождения являются медь, цинк, свинец. Подчиненное значение имеют золото, серебро, кадмий, селен, сера пиритная, барит.

По структурно-текстурным особенностям в сульфидных рудах четко выделяются сплошные и вкрапленные разновидности, которые в свою очередь по минералогическому составу подразделяются на медно-колчеданные, медно-цинковые и полиметаллические. В названных типах руд отмечены разности, ха- рактеризующиеся преобладанием какого-либо основного минерала. Так, среди медно-колчеданных руд наблюдаются серно-колчеданные, а среди сплошных полиметаллических – барит-полиметаллические.В таблице 2.2 приведена классификация основных природных типов руд, предложенная ВНИИцветметом [15], в основу которой положено содержание основных полезных компонентов.

Таблица 2.2 - Классификация природных типов руд

В первичных сульфидных рудах основными рудными минералами являются халькопирит, сфалерит, галенит, пирит; второстепенными – магнетит и барит. Нерудные минералы представлены кварцем, хлоритом, серицитом, карбонатом и реже флюоритом.

В зоне окисления основными рудными минералами являются ковеллин, халькозин, борнит, англезит, церуссит, плюмбоярозит. Кроме них присутствуют гидрогетит, гетит и ярозит. Нерудные минералы представлены опалом, реже халцедоном, кварцем, галлуазитом.

В рудной зоне Орловского месторождения выделенные природные типы сульфидных руд распространены повсеместно. В их распределении наблюдается четкая закономерность, которую можно использовать при планировании горных работ и эксплуатации месторождения. Барит-полиметаллические руды сосредоточены на контакте с породами висячего бока в верхней части рудной зоны, они подстилаются медно-цинковыми, которые в свою очередь сменяются в направлении к контакту с породами лежачего бока сплошными, а затем вкрапленными медно-колчеданными рудами. Эта четкая зональность по мощности рудной залежи хорошо прослежена в центральной и северной части месторождения. На южном фланге она усложняется перемежаемостью барит-полиметаллических и медно-цинковых, медно-колчеданных и медно-цинковых руд. Сплошные медно-колчеданные руды могут иногда залегать внутри контура вкрапленных, но всегда в висячем боку зоны распространения медно-колчеданных руд. Выше барит-полиметаллических руд на отдельных участках отмечаются небольшие линзы вкрапленных медно-цинковых и медно-колчеданных руд. Указанные нарушения зональности носят локальный характер, определяющим же является упорядоченное, зональное залегание природных типов руд.

Природные типы руд обычно не образуют изолированных рудных тел и залегают совместно в единой рудной зоне. Мелкие линзовидные рудные тела выявлены на флангах рудной зоны в висячем и, в основном, в лежачем боку. Длина таких линз по простиранию от 20-25 до 100-150 м при мощности от 2-3 до 10-12 м. По падению они прослежены на расстояние от 50-60 до 150-200 м. В контуре единой рудной залежи природные типы руд обособляются в виде линзовидных тел или плит протяженностью по простиранию от 30-40 до 500-560 м, по падению – от 100-120 до 550-600 м при мощности от 5-10 до 40-50 м. Среди сплошных руд наиболее крупные массивы слагают барит-полиметаллические руды, самые мелкие – медно-колчеданные. Вкрапленные медно-колчеданные руды залегают у лежачего бока рудной залежи почти непрерывной плитой мощностью до 50 м. Здесь же сосредоточены и наиболее многочисленные линзовидные тела.

2.2. Горно-технические условия месторождения

2.2.1 Физико-технические свойства руд и вмещающих пород

Анализ показывает, что свойства одних и тех же разновидностей руд и пород с глубиной значительно изменяются. В таблице 2.3 приведены пределы изменения и прочности пород на одноосное сжатие.

Таблица 2.3 - Изменение прочности руд и пород Орловского месторождения с глубиной

В таблице 2.4 приведены усредненные плотностные, прочностные и упругие свойства основных разновидностей руд и пород месторождения в околорудной и рудной зонах.

Таблица 2.4 - Усредненные физико-механические свойства руд и пород

Из всего разнообразия горно-технологических свойств руд и пород в лабораторных условиях оценивалась только их часть: коэффициенты крепости и хрупкости, абразивность и контактная прочность.

Крепость пород по М.М. Протодьяконову (таблица 2.5) оценивалась по прочности образцов на одноосное сжатие. Коэффициент хрупкости рассчитывался по отношению пределов прочности породы при сжатии и растяжении. Абразивность определялась методом истирания стального стержня.

Таблица 2.5 - Крепость пород и руд Орловского месторождения

Коэффициент хрупкости для руд и пород Орловского месторождения изменяется в широких пределах от 4 до 12. К наиболее хрупким отнесены сплошные разновидности руд и вкрапленные медно-колчеданные руды по кварцитам, а также кремнистые алевролиты.

Контактная прочность изменяется от 7 до 200 кГ/мм2. Наибольшей контактной прочностью обладают кварц-альбитовые порфиры и туфы кислого состава. Наименьшей – кварц-карбонат-хлоритовая порода и халькопирит-пиритовые руды.

По абразивности, в соответствии со шкалой Барона Л.И., большинство руд и пород месторождения отнесены к IV классу (19¸30 мг) – среднеабразивные.

2.2.2 Устойчивость руд и вмещающих пород

Устойчивость обнажений руд и пород зависит от их прочности, трещиноватости, тектонической нарушенности, степени хлоритизации и серицитизации, а также от времени существования обнажений и глубины разработки. В основу районирования по устойчивости положена классификация ВНИМИ, согласно которой все руды и породы подразделяются на четыре категории устойчивости (таблица 2.6).

Таблица 2.6- Устойчивость руд и пород Орловского месторождения

Установлено, что на 7¸11 горизонтах преобладают три категории устойчивости руд и пород: устойчивые, средней устойчивости, неустойчивые. В незначительном объеме встречаются весьма устойчивые и весьма неустойчивые породы и руды.

2.2.3 Оценка степени удароопасности месторождения

Орловское месторождение по заключению ВНИМИ с глубины 600 м отнесено к склонным к горным ударам.

Сплошные барит-полиметаллические руды, медно-цинковые, сплошные и вкрапленные по кварцитам медно-колчеданные руды отнесены к склонным к динамическим проявлениям горного давления. Вмещающие породы по упругим свойствам и характеру разрушения отнесены, за редким исключением, к не склонным к горным ударам.

В процессе отработки запасов девятого и десятого горизонтов (глубина 500¸550 м) были отмечены случаи динамических проявлений горного давления в виде интенсивного заколообразования, "шелушения" и стреляния пород, количество которых возрастало по мере увеличения глубины разработки. Эти явления имеют место, когда:

-                      отрабатывается рудный слой (кровля и почва слоя представлены рудой) и отработано более 3/4 запасов слоя;

-                      работы ведутся вблизи висячего бока по сплошным барит-полиметаллическим, медно-цинковым или медно-колчеданным рудам;

-                      работы ведутся за пределами защищенной зоны, образованной отработкой вышележащих или нижележащих горизонтов;

-                      динамические явления наблюдаются в выработках, пройденных во временных рудных целиках.

В соответствии с "Инструкцией по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях, склонных к горным ударам" [36] вскрытие, подготовка и порядок отработки залежей, опасных по горным ударам, должны осуществляться с соблюдением следующих принципов:

-                      вскрытие месторождения, подготовку и отработку рудных тел (залежей) производить при минимальной изрезанности рудного массива, обеспечивая планомерное извлечение запасов без образования участков, целиков с концентрацией напряжений, способных вызвать горный удар;

-                      выбор мест расположения стволов шахт и выработок околоствольного комплекса осуществлять в неудароопасных или наименее опасных породах;

-                      горные выработки проходить преимущественно в направлении наибольшего из напряжений, действующих в массиве горных пород;

-                      горные работы следует вести без оставления жестких целиков преимущественно расходящимися фронтами очистной выемки или с отработкой одним фронтом от фланга к флангу;

-                      осуществлять меры разгрузки массива от повышенных концентраций напряжений с использованием опережающей надработки или подработки, методов локальной разгрузки, придания искусственной податливости конструкции.

-                      проект на отработку месторождения должен содержать разделы, касающиеся мер по прогнозированию и предотвращению горных ударов.

2.2.4 Газоносность месторождения, склонность к самовозгоранию руд и вмещающих пород, взрывоопасность сульфидной пыли и силикозоопасность Орловском месторождение не является газоопасным.

Отдельные участки месторождения отнесены к пожароопасным по ряду факторов:

-          большая мощность и крутое падение рудных тел;

-          приуроченность рудной залежи к области дизъюнктивного тектонического нарушения и наличие пострудных сбросов, которым сопутствуют участки мелко раздробленной перетертой руды мощностью до 3¸4 м;

-          высокое содержание в сплошных рудах пожароопасных минералов: пирита, халькопирита, сфалерита;

-          значительное развитие в рудах мельниковит-пирита и легковоспламеняемой разновидности сульфида железа;

-          присутствие в рудах ксиломорфных текстур, характеризующихся высокой пористостью;

-          высокая окислительная способность руд, установленная термографическими исследованиями;

-          значительная пористость руд, повышающая поверхность окисления.

Исследования ВНИИцветмета показали, что при содержании серы в руде 35 % и выше, мощности рудных тел 15¸30 м и кислых шахтных водах (рН в воде на Орловском руднике достигает 2,2) создаются благоприятные условия для самопроизвольного загорания и взрыва аммиачно-селитренных ВВ. Поэтому Орловское месторождение отнесено к категории взрывоопасных в отношении самопроизвольных взрывов аммиачно-селитренных ВВ. В этом случае необходимо выполнять следующие мероприятия:

-          проводить районирование месторождения с выделением участков, на которых потенциально возможно загорание и взрывы аммиачно-селитренных ВВ;

-          вести постоянный контроль за температурой и агрессивностью рудничных вод на потенциально опасных участках;

-          определять допустимое время пребывания в рудном массиве скважинных зарядов, исходя из конкретных условий отрабатываемых участков.

Изучением химического и минералогического состава руд Орловского месторождения и данными по взрывоопасности руд других месторождений установлено:

взрывоопасным минералом, входящим в состав руд Орловского месторождения, является только пирит, содержание которого и определяет взрывоопасность. Остальные сульфидные минералы – халькопирит, сфалерит, галенит, барит не являются взрывоопасными, однако их присутствие в составе пиритсодержащих руд уменьшает взрывоопасность последних;

к взрывоопасным следует относить медно-колчеданные и колчеданно-полиметаллические руды, которые содержат в своем составе свыше 65 % пирита или более 35 % пиритной серы.

Взрыв сульфидной пыли возникает при ее определенной дисперсности, химической активности и концентрации в пылевом облаке и при наличии источника воспламенения достаточной мощности.

Источниками образования пыли на руднике являются:

-         буро-взрывные работы при отбойке руды;

-         выпуск руды из камер и рудоспусков;

-         вторичное дробление негабаритов.

Поэтому для безопасного ведения горных работ в забоях на Орловском месторождении в соответствии с ЕПБ при взрывных работах [4] и "Инструкцией по мерам безопасности и предупреждению взрывов сульфидной пыли на подземных рудниках, разрабатывающих пиритсодержащие руды" необходимо выполнять следующие основные мероприятия:

-         взрывные работы должны производиться в межсменные перерывы при отсутствии людей на пути движения исходящей струи воздуха и не более 150 м от взрываемого забоя со стороны поступления свежей струи воздуха;

-         перед взрывными работами необходимо проводить смачивание водой всей поверхности выработки на расстоянии 10 м от забоя;

-         взрывание шпуров (скважин) должно осуществляться только электрическим способом;

-         запрещается взрывание шпуров (скважин) без забойки;

-         при вторичном дроблении руды накладными зарядами они должны покрываться с внешней стороны оболочкой, гидропастой или увлажненной глиной.

Содержание свободной кремниевой кислоты в рудах и породах месторождения достигает 29 %, поэтому оно отнесено к силикозоопасным. Предельно допустимая концентрация пыли в воздухе на рабочих местах не должна превышать 2 мг/м3.

3. обоснование технологии горных работ

3.1. Способ и общая схема разработки

Большая глубина залегания и степень разведанности рудных залежей Орловского месторождения предопределили подземный способ разработки.

Высокая ценность руд и пожароопасность отдельных участков месторождения обусловили необходимость повсеместного применения систем с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями.

Учитывая глубину залегания месторождения и морфологию рудных тел, техническим проектом [10] определен нисходящий порядок его отработки. Дополнением к данному проекту [12] была принята двухярусная отработка (первый ярус 2¸5 горизонты, второй ярус 6¸11 горизонты).

После отработки основных запасов десятого горизонта из-за большого пролета подработки вмещающих пород на одиннадцатом-двенадцатом горизонтах создались большие концентрации напряжений и увеличилась интенсивность динамических проявлений горного давления. Поэтому отработку запасов 11¸14 горизонтов Основной залежи следует вести в сплошную в нисходящем порядке без оставления межярусных и междуэтажных целиков.

Залежь "Новая" находится вне зоны влияния выработанного пространства Основной залежи. Однако в виду большой глубины залегания для ее отработки также рекомендуется сплошной порядок отработки сверху вниз.

Орловское месторождение с глубины 600 м отнесено к склонным к горным ударам. Поэтому в соответствии с "Инструкцией по безопасному ведению горных работ…" отработку запасов горизонтов (этажей) в горизонтальной плоскости следует вести всплошную от центра к флангам. Не исключается возможность отработки запасов этажей и от флангов к центру. Однако в этом случае на стадии доработки запасов встречные фронты могут спровоцировать удароопасную ситуацию. Поэтому при отработке целика между встречными фронтами необходимо выполнять специальные мероприятия по прогнозу и предотвращению горных ударов, которые предусмотрены "Временными указаниями по безопасному ведению горных работ на Орловском месторождении, склонном к горным ударам".

Страницы: 1, 2, 3