Опытно-промышленный Яковлевский рудник » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Опытно-промышленный Яковлевский рудник

26.11.2020

В техническом проекте Яковлевского рудника, составленном институтом Южгипроруда о 1962 г.. производственная мощность была обоснована по горнотехническим условиям и принята равной 20 млн. т товарной руды в год. Запасы месторождения и величина фронта работ позволяют построить на месторождении предприятие суммарной мощностью 35—10 млн. т. Однако строительство такого рудника в настоящее время признано нецелесообразным, так как любая проработка технического проекта уникального рудника го сложными горно-геологическими и гидрогеологическими условиями не может установить окончательные оптимальные технические решения, достоверную стоимость строительства и достоверные технико-экономические показатели по всем очередям строительства. Необходим опыт строительства рудника и его эксплуатации.

Министерство черной металлургии России поручило Центрогипроруде составить технический проект I очереди Яковлевского рудника производственной мощностью 4,5—5 млн. т товарной руды в год, на основе технического проекта Яковлевского рудника, разработанного институтом Южгипроруда. При этом должны быть учтены последние достижения горной науки и техники. Рудник получил название опытно-промышленного.

Строительство и эксплуатация рудника на 1,5—5 млн. т позволит решить вопросы технологии разработки месторождения, осушения, проходки стволов шахт, выбора конструктивных элементов для строительства сооружении в условиях осадки земной поверхности под влиянием водопонижения, выбора способа проходки и крепления горных выработок в сложных горно-геологических условиях.

В техническом проекте Яковлевского рудника, выполненном институтом Южгипроруда, детально рассмотрены два варианта вскрытия с вертикальными стволами шахт; одним и двумя шахтными комплексами (см. рис. 75).

Кроме этих выдвигался вариант вскрытия двумя наклонными стволами с выдачей руды конвейерным транспортом во втором этапе разработки месторождения.

Учитывая перспективу развития опытно-промышленного рудника, вскрытие отведенного участка принято из соображений вскрытия всего месторождения в последующий период двумя шахтными комплексами.

Таким образом, вскрытие первоочередного участка производится вертикальными стволами: скиповым, клетевым и вентиляционным, Три вскрывающих ствола обеспечивают все необходимые операции по спуску-подъему, однако при этом несколько усложняются условия проветривания, так как для подачи в рудник свежего воздуха приходится использовать скиповой ствол. Характеристика стволов приведена в табл. 12.
Опытно-промышленный Яковлевский рудник

Несмотря на то, что в проекте опытного рудника принята система разработки с закладкой выработанного пространства, ввиду большого срока эксплуатации месторождения и возможности в будущем изменения решений по применению систем разработки, углы сдвижения пород приняты по проекту института Южгипроруда (системы с обрушением), а стволы вынесены за зону сдвижения пород на 600 м. Высота этажа 80 м.

Расположение дренажно-вентиляционного горизонта принято по проекту института Южгипроруда на отметке 300 м. Первый рабочий горизонт закладывается на отметке — 400 м с целью расположения камерных выработок и околоствольного двора в прочных породах.

Поэтому второй горизонт будет на отметке —480 м, третий на отметке —560 м.

Первая очередь рудника проветривается по фланговой схеме всасывающим способом.

Общее количество воздуха для проветривания рудника — 384 м3/с, максимальная депрессия — 225 мм вод. ст.

На вентиляционном стволе устанавливаются вентиляторы главного проветривания, из которых один рабочий, второй резервный.

Свежий воздyx подастся по скиповому и клетевому стволам в количестве 192 м3/с по каждому.

Институт Центрогипроруда произвел расчет вентиляции по теплофизическим факторам и в проекте первой очереди рудника предусмотрел кондиционирование воздуха, поступающего на добычные участки. Для этого принят вариант охлаждения рудничного воздуха с размещением холодильных машин и воздухоохладителей на гор. —400 м в конце откаточного квершлага и отводом тепла шахтной водой. Холодильная установка оборудуется четырьмя фреоновыми турбокомпрессорами ШХТМ-1300, ресиверной станцией и насосами холодоносителя.

Воздух охлаждается ребристо-трубными охладителями

МакНИИ, расположенными в отдельных выработках, параллельных квершлагу (чтобы направить весь воздух через воздухоохладители). На квершлагах устанавливаются двери, обеспечивающие шлюзование при пропуске составов.

Расчетом по условию вентиляции установлены следующие поперечные сечения горных выработок в свету, м2:

- вентиляционные штреки лежачего бока и вентиляционные квершлаги гор. —300 м —22,1;

- откаточные квершлаги гор. —100 м — 18,7;

- откаточные штреки лежачего и висячего боков гор. —400 м — 17,5;

- откаточные орты гор. —400 м — 13,3;

- воздухоподающий квершлаг и вентиляционные штреки висячего бока гор. —300 м — 11,4 м2.

Система осушения опытно-промышленного рудника запроектирована для варианта отработки месторождения с твердеющей закладкой выработанного пространства. В обводнении проектируемого рудника, учитывая принятую систему разработки, будут принимать непосредственное участие каменноугольный, рудно-кристаллический и частично келловейский водоносные горизонты, которые обладают большими гидростатическими напорами.

Совокупность природных и горно-технических факторов определила необходимость проведения специальных работ по осушению каменноугольного и руднокристаллического водоносных горизонтов в пределах защищаемого участка.

Осушительные мероприятия в период строительства рудника обеспечивают:

предварительное снижение напоров п каменноугольном водоносном горизонте, которое должно быть осуществлено к началу проходки горных выработок гор. —300 м с целью создания безопасных условий горных работ;

- осушение каменноугольного горизонта до отметок заложения выработок дренажно-вентиляционного горизонта;

- снятие гидростатических напоров в рудном теле с целью обеспечения проходки выработок на гор. —400 м;

- осушение руды с целью подготовки участка к очистным работам.

Осушительные мероприятия осуществляются и в период эксплуатации рудника. Они обеспечивают полное осушение массива руды и каменноугольных отложении над рудным телом. Осушение руды производится с опережением добычных работ.

Подготовительные работы по замораживанию и проходка стволов D интервале 15—630 м производятся до начала водопонижения.

В период строительства рудника выделяются две стадии: предварительное водопонижение и собственно осушение каменноугольного водоносного горизонта.

Цель предварительного водопонижения — создание безопасных условий проходки выработок на гор. —300 м. Проектом предусматривается бурение 47 водопонизнтельных скважин.

Снятие остаточных напоров и полное осушение каменноугольного водоносного горизонта над рудным телом производится параллельно с проходкой выработок дренажно-вентиляционного горизонта с помощью бурения из них узлов дренажных скважин.

Каждый узел включает три-четыре наклонно-восстающие скважины длиной по 50 м. Расстояние между дренажными узлами, располагаемыми по контуру защищаемого участка, составляет 50 м, между узлами на ортах — 100 м.

С помощью комплекса дренажных мероприятий по каменноугольному водоносному горизонту, включающих в себя водопонижающие скважины, сквозные фильтры, дренажные и опережающие скважины, дренажные горные выработки гор. —300 м, в период строительства рудника достигается полное осушение известняков карбона; на участке, ограниченном дренажным контуром, производится снятие напоров в руднокристаллической толще до гор. —300 м, перехватывается переток из келловейского водоносного горизонта.

Квершлаги и штреки гор. —400 м проводятся с применением опережающих скважин. Общее число опережающих скважин на этом горизонте в период строительства рудника достигает 100, средняя глубина скважин — 50 м.

Рудное тело осушается с помощью водопонизительных скважин, пробуренных из ортов дренажно-вентиляционного гор. —300 м и с помощью узлов дренажных скважин, закладываемых на гор. —400 м (см. рис. 74).

Водопонижающие скважины на руду с гор. —300 м бурят из специальных камер и оборудуют эрлифтами. Средняя глубина скважин 100 м. В период строительства требуется 18 водопонижающих скважин на расстоянии 100 м друг от друга. На гор. —400 м для осушения руды предусмотрено сооружение 27 узлов, каждый из которых включает 9 дренажных скважин глубиной до 80 м, расположенных веером.

Наиболее сложным в период строительства будет проведение горных выработок гор. —400 м, поскольку водопонижающими скважинами, закладываемыми с гор. —300 м, полностью снять гидростатические напоры невозможно.

В процессе проведения горних выработок гор. —400 м к рудной толще бурятся узлы дренажных скважин, цель которых в комплексе с водопонижающими скважинами гор. —300 м снять напор и улучшить условия проведения выработок. Из штреков и ортов гор. —100 м бурят через 50—100 м узлы дренажных скважин, обеспечивающие осушение рудной толщи с опережение очистных работ (см. рис. 71).

Система осушения в период эксплуатации рудника в соответствии с требованиями к дренажным мероприятиям обеспечивается параллельно с опережением очистных работ; производится осушение рудного тела и поддержание сниженных в процессе строительства уровней волы в вышележащих водоносных горизонтах.

Осушение руды для создания нормальных условий ведения очистных работ достигается в результате действия водопонижающих скважин и дренажных узлов, сооружаемых на предыдущих этапах.

В целях дальнейшего максимально возможного понижения уровня подземных вод в руде предусматривается ежегодно бурить 35 дренажных скважин из выработок гор. —400 м.

Необходимость намеченного комплекса дренажных работ вызвана наличием непосредственной гидравлической связи рудно-кристаллического и каменноугольного водоносных горизонтов.

В дальнейшем после отработки верхнего этажа, закладки выработанного пространства практически водоупорным материалом и перехода на более глубокие части рудного тела, представится возможность отключить дренажные устройства на каменноугольный водоносный горизонт.

Волжский и сеноман-альбский водоносные горизонты, отделенные от каменноугольных отложений толщей водоупорных глин и песков обшей мощностью порядка 120—170 м, участвовать в обводнении рудника не будут. Отказ от осушения этих водоносных горизонтов позволяет сохранить их ресурсы и использовать, в случае необходимости, для водоснабжения.

В связи с изложенным для опытно-промышленного Яковлевского рудника предусматривается осушение только каменноугольного и руднокристаллического водоносных горизонтов.

Подготовка месторождения. Для опытно-промышленного рудника принята система разработки с заполнением выработанного пространства твердеющей закладкой. При проектировании рассмотрены два варианта этой системы: с отбойкой руды буро-взрывным способом и с выемкой руды комбайнами. Принятая проектом схема подготовки показана на рис. 81.

Расчеты показывают, что затраты на вскрытие и подготовку каждого нижележащего горизонта составляют 10—15% первоначальных капитальных затрат.

Поэтому основной объем горизонтальных горных выработок Яковлевского опытно-промышленного рудника будет выполнен уже в период его строительства. Для сдачи рудника в эксплуатацию потребуется пройти десятки километров выработок в тяжелых горно-геологических условиях.

Темпы проведения горных выработок, а также затраты на их сооружение и поддержание в период строительства и эксплуатации по многом зависят от принятого в проекте вида крепи.

При обычном способе проведения горизонтальных горных выработок на их крепление приходится 40—60% трудовых затрат и 50—65% стоимости выработки, а на затяжку кровли и боков, забутовку закрепного пространства — половина всех затрат в целом.

От соответствия принятой крепи горнотехническим условиям месторождения зависит величина затрат на ее возведение и поддержание.

Основные вскрывающие и подготовительные выработки на Яковлевском опытно-промышленном руднике будут пройдены в известняках и сланцах, аналогичных горным породам Донецкого угольного бассейна. Значительная часть подготовительных выработок (откаточные орты) будет пройдена по руде.

Известняки карбона, залегающие в кровле руды и имеющие среднюю мощность 36,5 м, трещиноваты, закарстованы и в основном представлены крепкими и средней крепости разностями. Bpeменное сопротивление сжатию составляет 143—1575 кгс/см2. Несмотря на высокую механическую прочность, верхняя часть карбоновой толщи вследствие ее закарстованности и трещиноватости слабоустойчивая.

Висячий и лежачий бока залежи, в которых будут пройдены откаточные и вентиляционные штреки, представлены сланцами с временным сопротивлением сжатию от 15 до 433 кгс/см3. Bepхняя часть сланцев мощностью 30—45 м выветрена и представлена слабой, иногда глиноподобной, породой. Основная масса руд (56%) месторождения сложена легко разрыхляемыми разностями малой крепости.

Учитывая физико-механические свойства горных пород Яковлевского месторождения и опыт строительства глубоких угольных шахт, имеющих близкую горно-геологическую характеристику вмещающих пород, для опытно-промышленного рудника следует ожидать нагрузки на крепь выработок 30—10 тс/м2.

В связи с тем, что к моменту сдачи рудника в эксплуатацию необходимо пройти большое количество вскрывающих и подготовительных выработок, следует заложить в проект такой вид крепи, применение которой могло бы обеспечить значительную скорость проведения горных выработок и полную механизацию их крепления. Этим условиям в настоящее время удовлетворяют сборные железобетонные крепи.

Исходя из этого институт Центрогипроруда запроектировал крепление капитальных п подготовительных горных выработок сборной железобетонной крепью из гладких тюбингов КТАГ конструкции ВНИИОМШСа. Крепь КТАГ утверждена Госстроем бывш. СССР как типовая для шахт и рудников, применяется на глубоких шахтах Печорского угольного бассейна.

В слабых, неустойчивых породах и рудах в связи с возможностью пучения почвы выработок (откаточные штреки и орты) предусматривается устройство обратного свода из двутавра или спецпрофиля.

Окончательно система разработки будет определена в процессе освоения месторождения и при этом, по-видимому, решающее значение будут иметь технические факторы и вопросы техник» безопасности.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: