Вскрытие и подготовка при подводном способе добычи руд

Общие принципы разработки рудных месторождений под дном океана основываются на обязательном поддержании налегающих пород значительной мощности, гарантирующим надежную изоляцию выработанного пространства от прорыва морских вод или на выемке методом расплава с последующим обрушением порох кровли.

Способы вскрытия и подготовки таких месторождении представляют наибольший интерес и о зависимости от пространственного положения по отношению к суше предусматривают:

- закладку наклонных стволов шахт с берега моря с постепенным углублением под его дно;

- проходку стволов шахт с островов, находящихся вблизи месторождения:

- устройство вертикальных стволов шахт с искусственных островов.

Заслуживает внимания опыт вскрытия и разработки железорудного месторождения «Вабана». залегающего под дном Атлантического океана у восточного берега о. Ньюфаундленд в Канаде (рис. 100). Разрабатываемая часть месторождения простирается на 5 км вдоль берега и падает под дно океана на 2,5—3 км. Запаси железной руды оцениваются в 3 млрд. т. Месторождение представлено свитой пологопадающих пластов, залегающих в толще песчаников, перекрытых породами кембрия.

Из 12 обнаруженных пластов только три имеют промышленную мощность 1,5—10 м. Все три пласта залегают параллельно под углом 8°. Самый нижний из них «Доминион», затем выше из 72 м залегает пласт «Скотня», а еще выше на 10 м — пласт «Верхний». Руда и вмещающие породы устойчивые. Содержание железа в руде составляет 51%.

На руднике применяется камерно-столбовая система с междукамерными целиками для предохранения очистных работ от прорыва морской волы.

Вскрывали месторождение с берега залива Консеншен четырьмя наклонными стволами, три из которых пройдены по руде, а четвертый — по пустой породе лежачего бока свиты.

Первоначально руду по стволам поднимали в 24-тонных железнодорожных вагонах нормальной колеи при помощи лебедок. Ширина стволов прямоугольного сечения 6 м, высота — 2,5—4,2 м. Впоследствии стволы были оборудованы скиповыми подъемами с емкостью скипов от 3 до 15 м3. Мощность электродвигателей подъемных машин 260, 640 и 1100 кВт.

До 1954 г. рудник добывал 1,8 млн. т руды в год. Дальнейшее повышение производственной мощности рудника лимитировала производительность скиповых подъемов.

После реконструкции рудника, когда скиповые подъемы в центральном стволе были заменены конвейерными, производственная мощность рудника возросла до 3 млн. т в год.

В стволе установлено 10 последовательно действующих точных конвейеров с шириной ленты 1000 мм. Общая длина конвейеров 3579 м, угол наклона от 12 до 14°. Общая высота подъема 535 м, производительность 1160 т/ч. Конвейерная линия установлена на рельсовую колею. Вторая колея использовалась, как и раньше, для обслуживания вспомогательных операции по спуску и подъему людей, материалов, оборудования и т. п.

В настоящее время очистные работы ведутся на расстоянии более 5 км от берега на глубине 490 м ниже дна моря и на 610 м ниже уровня моря.

В целях безопасности нижние пласты разрабатываются с отставанием на 300 м от линии очистных работ в вышележащих пластах. Минимальная толщина налегающих пород от очистных забоев до дна океана 60 м. Ширина откаточных выработок 6 м, высота — 2,1— 1.2 м. Длина очистных камер 90—180 м, ширина — 0—7,5 м, высота равна мощности рудного тела. Схема расположения подготовительных и очистных выработок представлена на рис. 101.

От выработки главного откаточного горизонта проводятся наклонные штреки, из которых ведется подготовка и нарезка камеры, целиков.

Очистное пространство обычно не крепят, так как вмещающие породы достаточно устойчивы. Стволы шахт и основные откаточные выработки закреплены деревянной крепью и только в местах тектонических разломов применяется специальная крепь (рис. 102).

Все процессы очистной выемки в камерах механизированы. Шпуры бурятся буровыми установками. Погрузка отбитой руды ведется тремя типами грузчиков: скреперами, погрузочными машинами с загребающими лапами и экскаваторами, в зависимости от мощности залежей. Экскаваторы применяются при мощности залежей выше 3,6 м. В основном же используются погрузочные машины производительностью до 700 т/ч. Руда доставляется в Челноковых самоходных вагонетках емкостью 12—15 т, разгружающихся затем в рудничные вагонетки, составы которых из 24 вагонов откатываются электровозами до бункера и дробильных камер у ствола шахты.

Введение конвейерного подъема снизило эксплуатационные затраты и повысило производительность труда рабочего в 1,7 раза.

Междукамерные целики по соображениям безопасности не отрабатываются, поэтому извлечение руды при камерно-столбовой системе составляет 50—60%. Проветривание рудника осуществляется тремя вентиляторами производительностью по 2830 м3/мин.

Выданная на поверхность руда дробится в конусных дробилках и доставляется конвейером в порт (на расстоянии 3 км от рудника). Cула загружаются конвейерными погрузчиками консольного типа.

В Канаде на руднике «Панель-Консолидейтд» принят способ вскрытия двумя вертикальными шахтами, расположенными на двух небольших островах, находящихся в зоне уранового рождения, залегающего под оз. Куирк на глубине 210—450 Месторождение представляет собой пологопадающую пластообразную залежь с запасами руды примерно 6 млн. т, среднее держание урана — 0,1%. Схема вскрытия месторождения, принятая вследствие необычных условий залегания рудного тела, уникальна.

Одна шахта, расположенная на небольшом острове площадью около 0,4 га и пройденная на глубину 300 м, предназначена выдачи рулы. Остров находится недалеко от берега и соединен с ним дамбой, по которой проходит автодорога. Суточная производительность шахты 3000 т руды (900 000 т/год).

Другая шахта расположена на маленьком острове в центре oзepa и предназначена для вентиляции и выдачи пустой пороли. Пройдена она на глубину 375 м.

Расстояние между шахтами 800 м.