Основой для выбора способа крепления подготовительных выработок является действующая на руднике «Заполярный» классификация пород и руд по устойчивости [10]. Конструкция крепи в конкретных горно-геологических и горнотехнических условиях определяется паспортом крепления выработки по рекомендациям геологической службы в зависимости от ее состояния, назначения и срока службы. При появлении признаков неустойчивого состояния кровли (заколообразования или вывалов) предусмотрена возможность усиления крепи по специальному паспорту, утверждаемому главным инженером.
Основным типом крепи для условий рудника «Заполярный» в подготовительных выработках в среднеустойчивых породах являются железобетонные штанги длиной 1,7 м по сетке от 1,0×1,0 до 0,8×0,8 м. Усиление анкерной крепи производят металлической сеткой и торкретированием в зависимости от ухудшения условий устойчивости или увеличения срока службы выработки.
Рекомендуемые [15,16] параметры крепи для подготовительных выработок расположенных вне зоны влияния очистных работ приведены в табл. 4.
Регулярное обрушение налегающих пород, надработка и разгрузка элементов систем разработки скважинами существенно уменьшают концентрацию горного давления, но полностью не исключают негативного влияния развития очистной выемки. Поэтому, по мере попадания подготовительных выработок в зону влияния очистных работ закономерно снижается их устойчивость. Наиболее длительное время в зоне влияния очистных работ эксплуатируются орты и штреки, расположенные в панельных и междукамерных целиках. Выработки подверженные длительному влиянию опорного давления требуют усиленного крепления. Для выработок попадающих в зону влияния очистных работ не сразу, а по мере развития горных работ, следует предусмотреть возможность последующего усиления крепи путем сгущения сетки штангования с 1,0х1,0 до 0,5х0,5 м или навеской металлической сетки с торкретированием. Эффективно в сложных горнотехнических условиях также применение предварительно напряженных анкерных крепей, вступающих под нагрузку сразу после установки.
Рекомендуемые [15,16] способы поддержания и параметры крепления горно-подготовительных выработок в зоне влияния очистных работ приведены в табл. 5.
Таблица 4. Параметры крепи подготовительных выработок «Заполярный» вне зоны влияния очистных работ
| Класс пород и руд по устойчиво-сти | Временная крепь | Постоянная крепь | |||
| крепь | параметры | отставание от забоя, м | крепь | параметры | |
| Устойчивые | ЖБШ по кровле | lш – 1.7 м aш - 1´1 м | сш - 10 | ЖБШ по кровле, н/бетон по кровле и бокам | lш – 1,7 м aш - 1´1м dн - 3÷5см |
| Средней устойчиво-сти | ЖБШ по кровле, н/бетон по кровле и бокам | lш – 1.7 м aш-0.8´0.8 м dн - 1÷3 см | сш - 10 сн - 30 | ЖБШ по кровле, н/бетон по кровле и бокам | lш – 1,7 м aш-0,8´0,8м dн – 3÷5см |
| Слабой устойчиво-сти | ЖБШ и н/бетон по кровле и бокам | lш – 1.7 м aш-0.5´0.5 м dн - 1÷3см | сш - 0.5 сн - 10 | 1. ЖБШ, металлич. решетка и н/бетон по кровле и бокам 2. металлическая арочная КМП-АЗ | lш – 1,7 м aш-0.5´0.5 м dн - 5÷7см аа-0.7 м са-0.7 м |
| Неустой-чивые | 1.ЖБШ и н/бетон по кровле и бокам 2. металличес-кая арочная КМП-АЗ с затяжкой кров-ли и бортов | lш – 1.7 м aш-0.5´0.5м dн – 3÷5см аа-0.7 | сш - 0.5 сн - 5 са - 0.7 | 1. металличес-кая арочная КМП-АЗ с затяжкой кров-ли и бортов 2. бетон по специальному паспорту крепления | аа-0.7 м са-0.7 м dб – 25 см |
Условные обозначения:
1. ЖБШ – ж/б штанги; lш– глубина штангования; aш – сетка штангования; dн - толщина набрызг-бетона (dб - бетона); сш - отставание штанг; сн - отставание набрызг-бетона;
2. КМП-АЗ - арочная металлическая податливая трехзвенная крепь (из спецпрофиля СВП-22); аа – шаг установки арок; са - отставание арок.
Примечания:
- Отставание ЖБШ в бортах выработки допустимо до 20 м.
- Временная крепь используется в качестве постоянной при сроке службы выработки менее 3-х лет в устойчивых и среднеустойчивых породах и менее 2-х лет в слабоустойчивых породах.
Таблица 5. Виды и параметры крепи подготовительных выработок рудника «Заполярный» в зоне влияния очистных работ
| Класс пород и руд по нарушенности | Временная крепь | Постоянная крепь | ||
| крепь | параметры | отставание от забоя, м | вид и параметры крепи | |
| Слабая | ЖБШ по кровле | lш - 1.7 м aш - 1´1 м | сш - 10 | Временная крепь с дополнительным нанесением н/бетона, d н-2÷3 см |
| Средняя | 1. ЖБШ по кровле 2. ЖБШ по кровле, н/бетон по кровле и бокам | lш - 1.7 м aш - 0.8´0.8 м dн - 1÷3 см | сш - 10 сн - 20 | Временная крепь, усиленная металлич. сеткой и дополнительным нанесением н/бетона dн - 2÷3 см |
| Сильная | 1. ЖБШ по кровле и бокам, металл. решетка и н/бетон 2. Арочная трехзвенная КМП-АЗ с затяжкой металл. решеткой | lш - 1.7 м aш -0.5´0.5 м dн - 1÷3 см аа - 1 м | сш - 0.5 сн - 10 сa - 1 | 1. Временная крепь, ЖБШ с металлической решеткой и н/бетоном, усиленная н/бетоном до dн - 5 см 2. Арочная трехзвенная крепь КМП-АЗ с затяжкой кровли и бортов усиленная н/бетоном до dн - 5 см |
| Весьма сильная | Арочная трехзвенная КМП-АЗ с затяжкой деревом или металличес-кой решеткой | аа- 0.7 м | са - 0.7 | Постоянная крепь возводится по специальному паспорту крепления |
Условные обозначения:
1. ЖБШ – ж/б штанги; lш– глубина штангования; aш – сетка штангования; dн - толщина набрызг-бетона; сш - отставание штанг; сн - отставание набрызг-бетона;
2. КМП-АЗ - арочная металлическая податливая трехзвенная крепь из спецпрофиля СВП-22; аа – шаг установки арок; са - отставание арок.
Примечания:
- Временная крепь используется в средненарушенных породах в качестве постоянной при сроке службы выработки менее 3-х лет; в сильнонарушенных – менее 2-х лет. При сроке службы выработки более допустимого по кровле навешивается металлическая решетка (сетка) с доведением толщины набрызг-бетона до 5 см.
- При сильной нарушенности пород и руд и обнаружении в кровле выработки угольных прослоев или зон тектонических нарушений мощностью более 1,4 м, следует выработку крепить как пройденную в весьма сильнонарушенных породах.
3. Если эффективный пролет на сопряжениях подготовительных выработок превышает 5 м то следует учитывать специальные рекомендации [17] по их креплению. При сильной нарушенности пород или при обнаружении в кровле сопряжения выработок угольных прослоев или зон тектонических нарушений мощностью более 1,4 м, следует выработку крепить как пройденную в весьма сильнонарушенных породах.
На открытых горных разработках отбойка горной массы производится массовыми взрывами. На каждый массовый взрыв разрабатывается проект с определением мер безопасности, параметров проведения взрыва, лиц, ответственных за его безопасное проведение.
Для зарядки сухих взрывных скважин на открытых горных разработках рудника «Медвежий ручей» применяется гранулит игданит, изготавливаемый в смесительно-зарядных машинах МЗ-ЗБ.
Отбойка руды на руднике выполняется буровзрывным способом. Средние параметры бурения станками взрывных скважин: сетка 6×6 метров, глубина скважин - 18 метров (15 метров уступ и 3 метра перебур).
На руднике взрывные работы производятся 2 раза в неделю, по средам и пятницам, специализированным участком взрывных работ. Объемы применения ВВ местного приготовления зависят от обводненности взрываемых скважин. Забутовка скважин производится специальной автомашиной с использованием гранулированного шлака - отхода металлургического производства.
Инициирование взрывных сетей производится электродетонаторами. Для коротко-замедленного взрывания применяются пиротехнические замедлители. Схема взрывания монтируется из детонирующего шнура. С 2000 года на руднике применяются средства неэлектрического взрывания СИНВ, позволяющие поскважинно инициировать заряды, что особенно актуально для снижения сейсмического воздействия взрывов на объекты, расположенные вблизи проектного контура карьера (комплекс сооружений ствола 9-бис рудника «Заполярный»).
При постановке уступов в проектное положение применяется опережающее щеле-образование путем бурения и взрывания наклонных скважин, пробуренных под углом 75° на верхнем уступе через 2 -2,5 м. Удельный расход ВВ составляет 0,9 - 1,1 кг/м3 отбитой горной массы.
На руднике «Медвежий ручей» бурение взрывных скважин производится станками шарошечного бурения СБШ-250МНА-32 диаметром (по долоту) 244,5 мм. Для вспомогательных работ применяется станок НКР-100М. При применении станков СБШ-250МНА-32 скважины бурятся как вертикальные, так и наклонные в зависимости от конкретных условий. Типовым является многорядное, реже однорядное расположение скважин на уступе. Типовая форма сетки скважин при многорядном взрывании «шахматная», реже (при необходимости) «квадратная». Направление бурения скважин вертикальное, реже наклонное. Число рядов скважин определяется шириной блока и размерами сетки скважин. Отбойка пород и руд на две обнаженные поверхности на обобранный забой, реже на не обобранный забой. Режим работы рудника по бурению скважин – три рабочих дня с одним выходным днем.
Численность бурильщиков рудника «Медвежий ручей» – 23 чел., производительность составляет 4,6 тыс.м/чел.
Взрывные работы (ВР) в подземных выработках рудника «Заполярный» производятся в специально отведённое время, которое указывается в Циклограммах ведения взрывных работ и с которыми персонал ознакамливается под роспись. Места ведения ВР указываются в Схемах ограждения опасных зон, с которыми также производится ознакомление персонала. Взрывание зарядов на руднике трёхсменное.
Проведение горных выработок осуществляется мелкошпуровым способом, при очистной добыче преобладает скважинный метод отбойки.
Применяемые взрывчатые материалы при производстве ВР в подземных условиях:
- гранулированные – гранулиты игданиты, А6, А3, Ас-8;
- патронированные – аммонит №6ЖВ, аммонал скальный прессованный №1, аммониты ПЖВ-20, Т-19.
Применяемые взрывчатые материалы при производстве ВР на открытых горных разработках:
- гранулированные – гранулиты игданиты, Ас-8, граммонит 79/21, гранулотол, граммонит Т-5;
- патронированные – шашки Т-400Г.
- средства инициирования - электродетонаторы ЭД-8Ж; ЭД-8Э; ЭД-ЗН; ЭД-ЗТ; детонирующий шнур ДТП А; ЛШЭ; системы неэлектрического взрывания СИНВ;
- взрывные приборы - КВП-1/100М, ЖЗ-2460, сетевой выпрямительный взрывной прибор КВП-200;
- контрольно-измерительные приборы-Р-3043; ВИС-1; ХН 2570.
В подземных условиях основной способ доставки и размещения ВВ в образованные бурением взрывные полости – пневмотранспортирование. Для обеспечения зарядки используются зарядчики порционного действия РПЗ-0,6, ЗП-2, ЗП-12, зарядные машины ЗМК-1А, «Чармек» (производство Финляндии), «Паус» (производство Германии).
Руководителем ВР на руднике «Заполярный» является главный инженер.
Руководят подземными участками ВР начальники участков, имеющие в своём подчинении мастеров-взрывников, горнорабочих по доставке ВМ, заведующего и раздатчиков складов ВМ.
На руднике «Заполярный» взрывание скважинных зарядов применяется для отбойки полезного ископаемого, принудительного обрушения налегающих пород, отбойки (разделки) траншей, как один из вариантов разделки воронок, а также при проходке вертикальных горных выработок методом секционного взрывания.
Отбойка полезного ископаемого выполняется при взрывании зарядов в комплектах вееров скважин, пробуренных из выработок вентиляционно-бурового горизонта (нисходящие скважины диаметром 105-110 мм), буровых горизонтов (восходящие, нисходящие или комбинированные скважины диаметром 50-110 мм), траншейного горизонта (восходящие скважины преимущественно диаметром 50-65 мм).
Принудительное обрушение налегающих пород выполняется при взрывании зарядов в веерах скважин диаметром 105-110 мм.
Отбойка (разделка) траншей выполняется взрыванием комплектов вееров восходящих скважин, пробуренных из выработок траншейного горизонта.
При разделке воронок скважинами устья воронок разделываются мелкошпуровым способом, а верхняя часть образуется при взрывании зарядов в комплекте скважин диаметром 50-65 мм.
Проходка вертикальных выработок методом секционного взрывания глубоких скважин производится в настоящее время при «послойной» отбойке комплекта скважин диаметром 105-110 мм.
В режиме обычных (локальных) взрывов на руднике выполняется разделка воронок и проходка восстающих методом секционного взрывания глубоких скважин.
Отбойка руды на подэтажах и принудительное обрушение налегающих пород выполняются как массовые взрывы.
Разделка траншей может выполняться в зависимости от конкретных условий взрывания и как обычный взрыв, и в составе массового взрыва.
Взрывные работы на руднике применяются также для ликвидации отслоений, нависающих кусков горной массы (заколов), при дроблении негабаритов, для ликвидации зависаний в рудоспусках.
Ликвидация отслоений (заколов, навесов) отнесена к разовым взрывам и осуществляется по схемам буровзрывных работ. Данный вид взрывных работ выполняется в течение смены. Конструкции наружных зарядов, схемы и порядок их установки в различных условиях, а также дополнительные меры безопасности определяются паспортом взрывных работ. Максимальная масса одновременно взрываемого наружного заряда при ликвидации отслоений (заколов) не превышает 2 кг.
Взрывные работы по дроблению негабаритов выполняются в течение смены и определяются ежемесячно участковой циклограммой. Максимальная масса одновременно взрываемого ВВ в дучках, воронках, штреках скреперования не превышает 20 кг. Конструкции наружных (накладных) зарядов, схемы и порядок их установки в различных условиях, дополнительные меры безопасности определяются участковым паспортом на взрывание накладных зарядов в штреках скреперования. Указанный паспорт включает также данные о взрывных работах при ликвидации зависании в рудоспусках.
Ликвидация зависаний в участковых рудоспусках ведется в течение смены по циклограммам ведения взрывных работ.
На руднике «Заполярный» РУ «Норильск-1» применяется переносное буровое оборудование - станки типа БМН-5 и КБУ-50. Т.к. система отработки, применяемая на руднике, не предполагает закладку выработанного пространства, то станками бурятся в основном взрывные и технологические скважины. Бурение производится в основном по «целикам», что снижает аварийность и потери бурового снаряда. Есть положительный опыт работы одновременно на нескольких станках, что существенно повышает производительность. Отрицательным показателем является полное отсутствие механизации на доставке станков к местам ведения буровых работ.
Автоматика и связь
Для управления энергоснабжением на руднике «Заполярный» применяются комплексы телемеханики “Ветер”. Контроль температуры, давления, расхода теплоносителя отдельных узлов осуществляется с помощью местных показывающих и самопишущих приборов. Контроль давления воздуха в трубопроводах осуществляется местными манометрами. Контроль за проветриванием горных выработок осуществляется с помощью переносных приборов.
Для подземного транспорта обеспечена только светофорная сигнализация, автоучет транспорта отсутствует. Отсутствует возможность оперативного руководства движением электровозного транспорта и контрольная информация об исправности оборудования автоматики. Контроль веса руды осуществляется весами ЦВУ-1 на скиповом подъеме ствола 9-бис с выводом показаний на пульт горного диспетчера. Контроль качества руды осуществляется путем отбора проб.
В настоящее время на руднике осуществляется контроль наличия метана на исходящих воздушных потоках у ствола 7-бис комплектами АТ1-1, АТЗ-1 с выводом централизованной сигнализации на стойку СПИ-1М. Комплекты метанодатчиков установлены на гор. +201 м, гор. +123 м, гор. +90 м, гор. +45 м. Осуществляется контроль температуры (статор, подшипники) и скорости работы подъемной установки с помощью стандартных показывающих и регистрирующих приборов КИП, которые установлены в пультовых машинистов подъема.
Автоматического учета расходных материалов не ведется. Ведется только ручной учет. Автотабельный учет на руднике отсутствует. Отдельного участка автоматики на руднике нет. Ремонт и обслуживание средств автоматизации производится подрядными организациями
На данный период на рудниках отсутствуют автоматизированные системы диспетчерского управления (АСДУ). Существуют локальные комплектные системы
Поэтапным планом внедрения АСДУ в соответствии с «Комплексной целевой программой модернизации и повышения эффективности горного производства на период 2003-2007 г.г.» предусматривается внедрение систем на руднике «Заполярный». Примерные затраты составят 1530 тыс. дол. США.
Поэтапный план внедрения систем горно-подземной связи в соответствии с «Комплексной целевой программой модернизации и повышения эффективности горного производства на период 2003-2007 г.г.» предусматривает внедрение систем на руднике «Заполярный». Примерные затраты составят 1950 тыс. дол. США.