Билет №24
1. Поддержание закладкой. Процесс закладки состоит в заполнении выработанного пространства закладочным материалом: пустой породой, хвостами обогатительных фабрик и т. д. Этот способ широко распространен при подземной разработке руд цветных, редких металлов и золота.
Разработка с закладкой связана с большими расходами;, но иногда она является надежным средством поддержания,, способствует полноте извлечения руды, уменьшению расхода крепежного леса, пожаробезопасности работ, улучшению условий вентиляции.
По степени заполнения выработанного пространства закладка может быть полной или частичной.
В зависимости от состава закладочного материала и способа его транспортирования различают:
-сухую закладку — закладочный материал не содержит воды сверх его естественной влажности;
- мокрую и глинизированную закладку— закладочный материал сухой, но поливается по мере заполнения выработанного пространства водой или пульпой из воды, глины и песка (применяется редко);
- гидравлическую закладку — смесь закладочного материала с водой в виде пульпы перемещается в выработанное пространство по трубам;
- твердеющую гидравлическую закладку, в состав которой входят компоненты, способные в водной среде отвердевать и цементировать закладочный массив;
- пневматическую закладку — сухой закладочный материал, перемещается по трубам под действием сжатого воздуха.
Системы разработки с закладкой: система горизонтальных слоев с закладкой – вариант нисходящей слоевой выемки с твердеющей закладкой.
Система горизонтальных слоев с закладкой имеет следующие параметры: высота блока – 60-70 м; длина блока – 150-200 м; ширина блока – по мощности месторождения; высота слоя – 3…6 м; ширина заходок – до 4 м; угол наклона заходок – 3…5 °.
|
Очистные блоки имеют ортовую кольцевую подготовку, блок готовится на откаточном горизонте двумя полевыми штреками и центральным ортом. Горизонты сбиваются блоковыми восстающими и рудоспусками.
Блок отрабатывают горизонтальными слоями, начиная с верхнего под защитой искусственной кровли, которую для каждого очередного слоя образуют из твердеющей закладки по мере выемки вышележачего слоя. Выемка первого слоя блока, а также очистных заходок на других слоях, при несовпадении контуров рудных тел отрабатываемого слоя с контурами вышележачего слоя производится под естественной кровлей. Отработка запасов слоя производится одинарными или спаренными заходками высотой 3…6 м по обе стороны от разрезного слоевого орта. Зарезку слоя осуществляют из рудоспуска или восстающего, или по уклону из слоевой выработки. Очистные работы включают отбойку рудного массива, уборку рудной массы в рудоспуски, проветривание и крепление очистного пространства, выпуск и погрузку рудной массы из рудоспусков, установку в отработанных заходках изолирующих перемычек и заполнение выработанного пространства твердеющей закладкой. Отработка слоевых заходок ведется буро-взрывным способом, бурение шпуров производится установками ЛКР-1У и УПБ, а также буровыми каретками. Проветривание заходок осуществляется вентиляторами местного проветривания ВМ-6 на один магистральный трубопровод D=600 мм. Для доставки горной массы в блоках используется в основном погрузочно-доставочные машины ПТ-4 или ПД-2Э. Крепление очистного пространства в зависимости от прочности и структуры закладочного массива осуществляется рамами НДО, подвесной крепью или контрольными стойками из расчета 20 м2 обнажения кровли на стойку. Кроме того, предусматривается армировка заходок перед закладкой с образованием подвесной крепи, связывающей между собой все заложенные по вертикали заходки и укладкой металлической сетки на почву выработки и ее креплении. Погашение выработанного пространства в блоке производится твердеющей закладкой по мере отработки слоевых заходок. Закладку заходок производят секциями, длина секции для жестких и расслаивающихся смесей составляет 15 м (объем секции около 150…200 м3), секции отделяются изолирующими перемычками. Погашению подлежат все горизонтальные слоевые выработки, полнота закладки выработанного пространства должна быть не менее 85 % по объему. Закладочный материал подается с закладочного комплекса на поверхности, по трубопроводам через восстающие в закладочные орты и далее в очистные заходки. Контроль прочности твердеющей закладки осуществляется электрометрическими датчиками контроля прочности.
|
Потери руды составляют 3…7 %, разубоживание определяется в зависимости от мощности рудного тела, ширины очистной заходки и содержания металла в руде и колеблется от 4 до 50 %.
Рисунок 2.1 Система разработки горизонтальными слоями с нисходящей выемкой и твердеющей закладкой. 1- откаточный штрек; 2- вентиляционно-закладочный штрек; 3- откаточный орт; 4- орт-заезд; 5- вентиляционный орт; 6- вентиляционно-закладочный орт; 7- блоковый восстающий; 8- вентиляционно-закладочный восстающий; 9- рудоспуск; 10- камера-отстойник; 11- перегрузочная площадка; 12- слоевой орт.
|
2. Современные виды крепей для поддержания горизонтальных подземных горных выработок.
Горная крепь (рудничная, шахтная) — искусственные сооружения, возводимые в выработках для предотвращения обрушения окружающих пород и сохранения необходимых площадей сечения, а также для управления горным давлением.
К горной крепи предъявляются следующие основные требования: необходимо поддерживать выработку в рабочем состоянии в течение всего срока ее службы, быть простой в изготовлении, экономичной, удобной для транспортирования и возведения.
По сроку службы различают временные и постоянные крепи. Временные крепи возводятся, как правило, в призабойной зоне до возведения постоянной крепи в породах, склонных к вывалам. По форме горная крепь бывает трапециевидной, прямоугольной, арочной и кольцевой; по периметру выработки — замкнутой и незамкнутой. По характеру деформируемости под действием горного давления крепь может быть жесткой, податливой или шарнирной. Жесткая крепь не имеет податливых или шарнирных узлов. Примером жесткой крепи могут служить бетонные и железобетонные крепи.
Под крепежной рамой понимают конструкцию горной крепи, изготовленной из дерева, металла или железобетона, прямоугольной, трапециевидной, арочной, круглой или иной формы. В отличие от рамной сплошная крепь полностью перекрывает кровлю и бока выработки, а иногда и почву. Выполняется такая крепь из монолитного бетона или сборного железобетона. К сплошной также относят и рамную крепь, если крепежные рамы установлены вплотную одна к другой.
В настоящие время в горных выработках применяют деревянную крепь, металлическую, монолитную бетонную, набрызг-бетонную, анкерную и комбинированную крепь.
Деревянная крепь целесообразна при сроке службы до 3 лет и умеренном горном давлении (до 70 МПа). Работы по возведению деревянной крепи в малой мере поддаются механизации и выполняются преимущественно вручную. При креплении деревом и давлении только со стороны кровли возможно использование потолочной крепи на крючьях.
Металлическую крепь в основном применяют для крепления капитальных и подготовительных выработок при сроке службы от 3 до 15 лет и более, проводимых по горным породам любой крепости и при любой форме поперечного сечения. Достоинства металлической крепи — прочность, долговечность, огнестойкость и возможность повторного использования. Крепь применяют в виде арок, колец, трапециевидных и бочкообразных рам, изготовляемых из стальных прокатных профилей типа СВП, двутавров, железнодорожных рельсов.
Торкрет-бетонная крепь. Торкрет-бетон состоит из цемента (с расходом до 750 кг на 1 м3 смеси), песчано-гравийного заполнителя с крупностью зерен до 5 мм и воды. Его наносят слоями толщиной 2 — 3 см на укрепляемую поверхность с помощью цемент-пушки под давлением сжатого воздуха 0,2 — 0,3 МПа. Прочность, плотность, водонепроницаемость, сцепление с породой и арматурой у торкрет-бетона выше, чем у обычного.
Набрызгбетонная крепь. Набрызгбетон в отличие от торкрет-бетона содержит более крупный заполнитель (до 25 мм) и ускоряющие твердение добавки, а расход цемента в нем не превышает 400 — 450 кг на 1 м3 смеси. Приблизительный его состав 1: А:Б= 1:2:2. В качестве ускоряющих твердение добавок применяют фтористый натрий, тонкомолотый алюминиевый спек в количестве 2 — 5% массы цемента. Набрызгбетон наносят на поверхность слоями по 5 — 7 см (суммарно до 20 — 30 см) с помощью пневматической набрызгмашины.
Железобетоном называют материал, в котором бетон и стальная арматура работают совместно. Благодаря этому железобетонные конструкции способны нести значительные сжимающие, изгибающие, а в некоторых случаях и растягивающие нагрузки.
Анкерная крепь представляет собой систему закрепленных в шпурах анкеров, расположенных по определенной сетке. Замок анкера прочно закрепляется в породах, окружающих выработку. Благодаря поддерживающим элементам (подхватам, опорным плиткам) породы кровли (стенок, почвы) как бы сшиваются и происходит упрочнение массива пород, повышение устойчивости его обнажений. В настоящее время применяют металлические, железобетонные, деревянные и сталеполимерные анкеры.
Локальные методы
- Понижение напряженности при забойной части массива, путем перераспределения напряжения в глубь массива.
- Изменение прочности и упругих свойств при забойной части массивов
- Дигозация при забойной части массива.
Локальный прогноз - это детальное изучение влияющих на выброс факторов. Показатель выброса опасности.
Предвестники внезапных выбросов -изменение крупности штаба при бурении шпуров и скважин.
- разделение кернов на диски (дискование)
- толчки на буровой инструмент и зажатие штанги
- изменение блеска угля
- образование облачка пыли у забоя
- похолодание воздуха у забоя
- усиление газа выделения
- увеличение длины отброса породы от задач при взрыве
- увеличение до 1 и более КИШ
- изменение сисмической и звуковой активности, но этот метод не всегда (как при горных ударах обеспечивают 100% надежность)
Горный удар- это явление динамической формы горного давления в виде хрупкого участка массива горных пород при котором происходит интенсивное дробление, измельчение и выброс пород или полезного ископаемого выработку, нарушение крепи ее смещение итд, что вызывает повреждение машин выработк и людей.
Удар сопровождается сисмическими колебаниями в окружающем массиве, резким звуком, воздушной волной и образованием пыли. Горному удару предшествует усиление давления на крень и цилики, а после удара возрастает давление на сменных участках.
Машины с погружными пневмоударниками
На рудниках получили распространение станки ударно-вращательного бурения с погружными пневмоударниками (БП) для бурения глубоких (до 50 м) скважин в породах средней крепости и крепких. Наибольшее распространение получили станки типа НКР (НКР-100МА, НКР-100МПА) оборудованные вращательным и подающим механизмами и погружным пневмоударником. Станки в конструктивном отношении выполняются обычно аналогично станкам вращательного бурения с пневматической подачей и при соответствующих режимах работы могут использоваться для бурения разведочных скважин резцовыми и алмазными коронками.
Основная особенность буровых машин с погружными пневмоударниками заключается в том, что ударное действие и вращение осуществлены двумя независимо работающими механизмами. Наличие ударного механизма в пневмоударнике исключает передачу удара поршня через колонну штанг, что исключает снижение механической скорости бурения с увеличением глубины скважины. Вращение и подача става штанг осуществляется непрерывно от вращателя с податчиком. В качестве привода вращателя используются электродвигатели или пневмодвигатели, что позволяет плавно регулировать частоту вращения бурового става от 0 до 2.5 с-1.
Рисунок 2. Принципиальная схема конструкции станка НКР — 100:
1-редуктор с пневмозахватами; 2-буровая штанга; 3-погружной пневмоударник; 4-двигатель; 5—пневмоподатчик; 6-подающий патрон; 7-муфта для подвода сжатого воздуха
При ударно-вращательном бурении буровой машиной является погружной пневмоударник. Пневмоударники изготовляются двух типов: с индексом П для открытых горных работ и с индексом ПП для подземных горных работ. Цифра, стоящая за буквами, указывает на диаметр скважины в миллиметрах, а следующая за ними — ударную мощность в киловаттах.
5. Примерная структура управления горно-добывающим предприятием приведена на рис. Предприятие возглавляет директор. Как правило, он имеет четырех заместителей, за которыми закреплены определенные сферы деятельности предприятия.
Управленческие решения руководства предприятия готовят работники функциональных подразделений предприятия. На схеме их четырнадцать. Их количество и функции на отдельных предприятиях могут меняться.
Непосредственно работы по ведению производственного процесса осуществляются производственными участками. На схеме их десять. В конкретном случае, в зависимости от вида предприятия и его особенностей, их перечень и содержание деятельности индивидуально корректируются.
Специфика горно-добывающего производства характеризуется непрерывным и трудно предсказуемым изменением горно-геологических условий производства и постоянной необходимостью принятия управленческих, технологических, технических и организационных решений в оперативном режиме повседневной работы. Это предопределяет децентрализационные тенденции в руководстве производственной деятельностью каждого предприятия.
Эксплуатационная деятельность горно-добывающих предприятий в трудно прогнозируемых горно-геологических условиях весьма часто сталкивается с кризисными ситуациями, резко нарушающими производственный процесс, условия и безопасность труда.
Для возможности преодоления этих неблагоприятных ситуаций, каждое горно-добывающее предприятие должно иметь надлежащие резервы материальных средств и специализированных трудовых ресурсов. Наличие таких зарезервированных возможностей, использование которых носит необходимый, но случайный и трудно прогнозируемый характер, существенно удорожает издержки производства каждого конкретного предприятия.
Помимо этого, каждое горно-добывающее предприятие имеет однотипные с другими предприятиями своего района вспомогательные и обслуживающие подразделения, незначительные масштабы деятельности которых малоэффективны и удорожают себестоимость добычи полезных ископаемых. Все эти соображения явились основой для объединения однотипных горно-добывающих предприятий, расположенных в пределах одного территориального района, в производственные объединения.
Рис. 3.1. Примерная структура управления горно-добывающим предприятием
В производственном объединении все входящие в него шахты, разрезы (карьеры) имеют полную производственную самостоятельность в своей эксплуатационной деятельности по выполнению установленных для них объединением плановых показателей работы. При этом осуществляется централизация ряда производственных функций. Централизуются: материально-техническое снабжение, маркетинговые исследования рынков сбыта своей продукции, сам сбыт добываемого полезного ископаемого, организация либо осуществление капитальных ремонтов горно-добывающего, проходческого и другого оборудования, воспроизводство основных производственных фондов, осуществление горно-капитальных работ, монтаж сложной горной техники в забоях предприятий, подготовка кадров и прочее.
Одновременно с централизацией ряда производственных функций производственные объединения централизуют ряд хозяйственных и бытовых функций, выполнявшихся ранее каждым из предприятий. В их числе коммунально-бытовое обслуживание коллективов предприятия, участие в содержании детских учреждений, социальное обслуживание работников и др.
Наличие указанных функций предопределяет необходимость централизации финансовых ресурсов и их распределение между структурными подразделениями производственного объединения. Централизация перечисленных производственных служб и подразделений обслуживающей сферы повышает качество выполнения этих функций, снижает затраты и суммарные издержки производства.
Объединение располагает более широкими возможностями для маневрирования материальными и денежными средствами, а также трудовыми ресурсами всех объединившихся предприятий.
Существенная черта объединения - наличие единого организационного, производственно-технического и экономического комплекса, все составные элементы которого взаимосвязаны и взаимозависимы на основе централизации финансовых ресурсов, части производственных функций и сферы обслуживания производства.
Производственное объединение создается для выпуска однотипных видов продукции. Оно состоит из структурных единиц -горно-добывающих предприятий, самостоятельно осуществляющих свою производственную деятельность. В его состав могут входить научно-исследовательские, проектно-конструкторские, технологические, строительные и другие подразделения.
В таком объединении происходит обобществление всех фаз процесса воспроизводства производственных мощностей, централизация ряда вспомогательных и обслуживающих функций с оставлением за объединившимися предприятиями производственно-хозяйственной самостоятельности. При этом объединение выступает в виде единой производственной системы, в виде единого предприятия, располагающего всеми его правами.
Входящие в его состав предприятия, как правило, имеют ограниченные права на распоряжение своими финансовыми ресурсами и выступают в роли производственных единиц.
С точки зрения внутренней структуры, объединение определяется как многоцеховое предприятие, где в виде цехов выступают единичные предприятия с ограниченной самостоятельностью, выпускающие однотипную продукцию. В отличие от единичных самостоятельно работающих предприятий производственное объединение характеризуется более высокой степенью специализации и централизации производства. Для него характерна территориальная разобщенность его структурных подразделений.
В настоящее время большинство горно-добывающих предприятий организовано в производственные объединения. В зависимости от форм собственности и порядка приобретения акций они носят названия акционерных обществ открытого или закрытого типа, названия частных и государственных предприятий. Финансовые объединения производственных объединений носят названия холдингов.