книги / Разработка калийных месторождений

Рис. 3.27. График организации работ по проходке разведочных выработок

3.7. Технология проходки камер большого сечения

Впервые использование подземных горных выработок (камер) для складирования отходов производства обогатительных фабрик на Верхнекамском месторождении калийных солей было осуществлено в 1970–1980-х гг. на руднике БКПРУ-1 ОАО «Уралкалий».

Камерам большого сечения (КБС) придается арочная форма шириной и высотой 20 м, площадью поперечного сечения S = 324 м2, длиной от 245 до 406 м в зависимости от места расположения камер.

В ОАО «Галургия» разработана схема подготовки шламового блока, включающего проходку подготовительных выработок и КБС, а также конструкция камеры большого сечения, позволяющие уменьшить объемы горнопроходческих работ при строительстве шламового комплекса и осуществлять одновременно закладку шламами и строительство новых камер большого сечения.

Подготовка шламовых блоков осуществляется таким образом, чтобы строительство спаренных камер большого сечения осуществлялось с одного выемочного уклона и камеры эксплуатировались совместно.

По технологии складирования шламов в одновременной эксплуатации находится одна пара камер большого сечения.

Между камерами большого сечения оставляются предохранительные целики шириной 60,8 м, исключающие взаимное влияние камер большого сечения.

Между двумя камерами большого сечения проходится выемочный уклон, который для проветривания сбивается вентиляционным людским восстающим с блоковым вентиляционным штреком. В нем устанавливается конвейер, которым транспортируется соль от проходки пары КБС.

111

План пары камер большого сечения приведен на рис. 3.28. Технология проходки камер большого сечения приведена на рис. 3.29.

Камера большого сечения проходится комбайновым комплексом восемью слоями по высоте. Для транспортирования соли от проходки камер между ними проходятся две разгрузочные сбойки над выемочным уклоном: одна по центру в верхнем слое и на последнем слое. Для перетока рассолов в выемочный уклон с каждого слоя камеры проходится сбойка.

Проходка второй камеры из пары КБС предусматривается с междукамерных сбоек, которые проходятся из каждого слоя первой камеры. Междукамерные сбойки проходятся над выемочным уклоном с оставлением потолочины мощностью не менее 2 м. Проходка комбайновых ходов (слоев) камер большого сечения осуществляется последовательно, в обе стороны от разгрузочной сбойки.

Проходка выработок КБС выполняется комбайнами «Урал-20Р(А)» сечением исполнительного органа 15,5 м2 в комплексе с самоходным вагоном 5ВС-15М и бункер-перегружателем БП-15. Бурение рудоспускных и вентиляционных скважин диаметром 500 мм осуществляется с помощью агрегата БГА-2М-04.

Соль от проходки камер большого сечения закладывается в отработанные камеры пластов АБ и Красный-II.

Контрольные вопросы по главе 3

1.Особенности вскрытия и подготовки запасов шахтного поля СКРУ-1.

2.Особенности вскрытия и подготовки запасов шахтного поля СКПРУ-2.

3.Особенности вскрытия и подготовки запасов шахтного поля СКПРУ-3.

4.Особенности вскрытия и подготовки запасов шахтного поля БКПРУ-2.

5.Особенности вскрытия и подготовки запасов шахтного поля БКПРУ-4.

6.Особенности технологии проведения протяженных горных выра-

боток.

7.Особенности технологии строительства камер большого сечения.

112

4.ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТНОЙ ВЫЕМКИ СИЛЬВИНИТОВЫХ

ИКАРНАЛЛИТОВОГО ПЛАСТОВ НА ВКМКС

4.1. Технология очистной выемки сильвинитовых пластов на руднике СКРУ-1

Отработка промышленных сильвинитовых пластов Вс, АБ и Крас- ный-II осуществляется комбайновыми комплексами в следующем составе:

−комбайн «Урал-10А», бункер-перегружатель БП-15 и самоходный вагон 5ВС-15М;

−комбайн «Урал-20Р», бункер-перегружатель БП-15 и самоходный вагон 5ВС-15М;

−комбайн «Урал-20Р», бункер-перегружатель БПС-25 и самоходный вагон ВС-30.

Очистная выемка пластов Вс, АБ и Красный-II в панелях и блоках осуществляется как прямым, так и обратным порядком. Выемка сильвинитовой руды производится по следующим схемам.

Технологическая схема выемки запасов сильвинитовых пластов Крас- ный-II и АБ приведена на рис. 4.1.

Зарубка на очистные камеры осуществляется с выемочного штрека

срадиусом 25 м для комбайна «Урал-20Р» и с радиусом не менее 15 м – для комбайна «Урал-10А».

Очистные камеры по пласту АБ, как правило, проходятся в один ход комбайна, сбиваясь с вентиляционным штреком; при большой мощности пласта осуществляется проведение второго по высоте хода камеры.

Пласт Красный-II отрабатывается на полную мощность, очистные камеры проходятся, как правило, в два хода по высоте; по окончании проходки верхнего хода камеры она сбивается с вентиляционным штреком.

Отработка очистных камер осуществляется с обязательной подрезкой «коржей» в кровле отрабатываемых пластов. На пласте АБ подрезается «корж» мощностью до 0,3 м, на пласте Красный-II – «корж» мощностью

до 0,4 м. По пласту Вс камеры проходятся по кровле пласта без подрезки «коржей».

Очистные камеры подлежат креплению анкерами. Камеры на пласте АБ крепят выборочно в местах нарушений. Креплению подлежат также все сопряжения очистных камер с выемочными и вентиляционными штре-

113

Рис. 4.1. Технология отработки пластов АБ и Красный-II на руднике СКРУ-1: 1 – блоковый выемочный штрек пл. АБ; 2 – блоковый выемочный штрек пл. Красный-II; 3 – разрезной штрек пл. АБ; 4 – разрезной штрек пл. Красный-II; 5 – блоковый вентиляционный штрек пл. АБ; 6 – блоковый вентиляционный штрек пл. Красный-II; 7 – очистная камера пл. АБ; 8 – очистная камера пл. Крас-

ный-II; 9 – блоковый конвейерный штрек; 10 – рудоспуск

114

ками. Крепление осуществляется винтовыми и клинораспорными анкерами в соответствии с типовыми паспортами крепления выработок.

Камеры при выемке всех пластов располагаются соосно.

Доставка отбитой руды осуществляется до рудоспускной скважины, пробуренной с блокового (панельного) конвейерного штрека по каменной соли (по пласту Красный-III), на пластовые выемочные штреки. На период отгрузки руды скважины перекрываются решеткой. По мере удаления очистных работ неиспользуемые скважины перекрываются для снижения утечек воздуха.

При совместной выемке пластов Вс и АБ в первую очередь отрабатывается группа из нескольких камер по пласту Вс, затем выемочный штрек заглубляется на пласт Б–В и в группе отработанных камер по пласту Вс вынимается каменная соль Б–В до кровли пласта АБ, которая закладывается в ранее отработанные камеры. После этого выемочный штрек заглубляется в пласт АБ и очистные камеры отрабатываются по пласту АБ.

Подача свежего воздуха в тупиковые очистные камеры предусматривается вентиляторами местного проветривания нагнетательным способом. Проходка нижних слоев осуществляется с проветриванием за счет общешахтной депрессии.

При совместной отработке пластов Вс и АБ проветривание всех очистных камер осуществляется вентилятором местного проветривания, установленным на свежей струе воздуха в выемочном штреке пласта Вс на расстоянии не менее 10 м до первой очистной камеры по пласту Вс.

4.2. Технология выемки карналлитового пласта Вк на руднике СКРУ-1

Технология отработки карналлитового пласта предусматривает нисходящий порядок выемки с обязательным предварительным торпедированием массива первого выемочного слоя на всю ширину выработки. Дегазация нижних выемочных слоев осуществляется за счет влияния надработки каждого последующего слоя. При этом начало выемки надработанной части выемочного слоя должно быть не ранее двух и не позже 45 сут после надработки.

Первый (верхний) выемочный слой отрабатывают комбайном «Урал-10А», а последующие – комбайном «Урал-20А» в два хода по ширине. При необходимости применяют бункеры-перегружатели БП-14А (БП-15).

115

Третий выемочный слой на участках распространения пласта АБ смешанного состава отрабатывают ступенчатыми (смещенными по высоте камеры) ходами для проведения противовыбросовых мероприятий и устойчивости бортов камеры при работе комбайна. Технологическая схема ведения очистных работ при выемке карналлитового пласта В показана на рис. 4.2.

Доставка руды до скребкового конвейера, смонтированного в выемочном штреке, осуществляется самоходными вагонами 5ВС-15М (ВС-30). Скребковый конвейер доставляет руду до рудоспуска, через который руда перегружается на заглубленный конвейерный штрек. Неиспользуемые рудоспуски на выемочном штреке герметично перекрываются.

Каждая из очистных камер сбивается первым (верхним) ходом комбайна с вентиляционным штреком.

Проветривание тупиковых выработок осуществляется вентиляторами местного проветривания с забором свежего воздуха с нижележащего горизонта через скважины. Сквозные камеры проветриваются за счет общешахтной депрессии, при этом вентилятор местного проветривания продолжает подавать воздух в устье камеры.

Под торпедированием карналлитового пласта понимается взрывание зарядов взрывчатого вещества (ВВ) в шпурах с целью образования в массиве области повышенной трещиноватости, обеспечивающей снижение горного давления в призабойной зоне, дегазацию и предотвращение выбросов соли и газа.

Величину радиуса зоны эффективного трещинообразования в карналлитовом пласте В после торпедирования шпуров (скважин) диаметром 40– 42 мм принимают не более 1,5 м.

Расстояние между торпедируемыми шпурами в тупиковом забое не должно превышать 1,7Rэф, в стенках выработок – не более 2Rэф, а до кровли и почвы выработок – не более 1Rэф. Расстояние между шпурами и стенками выработки принимается с таким расчетом, чтобы ширина обработанной зоны за проектными размерами выработки составляла не менее 1,0 м.

Длину шпуров принимают исходя из конкретных горно-геологических условий, технических возможностей оборудования и технологических потребностей. В случае бурения шпуров навстречу друг другу из ранее пройденных выработок их недобуривают на расстояние не более 2Rэф.

Неснижаемое опережение шпуров должно составлять не менее 1 м при диаметре шпуров 40–42 мм. Шпуры каждой новой серии при наличии

116

Рис. 4.2. Технологическая схема отработки карналлитового пласта Вк: 1 – выемочный штрек по пласту Вк; 2 – очистная камера; 3 – панельный вентиляционный штрек по пласту Вк; 4 – рудоспускная скважина диаметром 500 мм; 5 – вентиляционная скважина диаметром 500 мм; 6 – комбайн «Урал-20А» (S = 15,3 м2); 7 – бункер-перегружатель БП-14А; 8 – самоходный вагон 5ВС15М; 9 – сверло ручное электрическое ЭР18Д-2М; 10 – вентилятор местного проветривания; 11 –

скребковый конвейер СП-301; 12 – разрезной штрек; 13 – комбайн «Урал-10А»

(S = 10,2 м2)

117

неснижаемого опережения бурят со смещением не менее 0,3 м от шпуров предыдущей серии. Схема расположения шпуров и конструкция заряда показаны на рис. 4.3.

3000 3000

80°

а

б

Рис. 4.3. Схема расположения шпуров в забое камеры (а) и конструкция заряда при торпедировании массива (б): 1 – донная забойка (l3 ≥ 1/3×l1); 2 – патроны ВВ (2/3×L ≥ l2 ≥ 1/2×L); 3 – патрон-боевик; 4 – устьевая забойка (l1 ≥ 1 м)

Оценка выбросоопасности карналлитовых пород из почвы очистных камер при ведении горных работ на пласте Вк в границах участков смешанных солей пласта АБ производится по расчетной величине – мощности выбросозащитной пачки hвз (м), под которой понимается такая мощность залегающих в почве камеры пород, которая способна противостоять выбросу соли и газа из пласта АБ (рис. 4.4) и определяется из выражения

где а – ширина очистной камеры, м; – коэффициент извлечения полезного ископаемого в месте ведения работ; σсж – прочность пород почвы на сжатие, т/м2; γ – удельный вес налегающих пород, принимается равным 2,5 т/м3; Н – глубина залегания пласта Б, м.

118

119

Рис. 4.4. К оценке выбросоопасности из почвы очистных камер

Мощность выбросозащитной пачки устанавливается по данным табл. 4.1.

Таблица 4.1

Значение мощности выбросозащитной пачки (hвз) в зависимости от глубины залегания пласта Б (Н) и коэффициента извлечения (ω)

Если расчетная hвз больше мощности пород, отделяющих почву камер от контакта смешанных руд пласта Б, работы должны вестись с применением противовыбросовых мероприятий.

Шпуры в почву очистных камер на участках смешанных солей пласта АБ бурят с почвы предпоследнего выемочного слоя под углом 60–70° к горизонту. Длина шпура (м) определяется выражением

где hпв – мощность последнего выемочного слоя, м.

Заряжание шпуров производится патронированными ВВ с донноустьевой забойкой. В качестве ВВ используют предохранительный аммонит III класса или комбинированные заряды, состоящие из аммонита II класса – основной заряд – и патрона-боевика из аммонита III класса. При производстве профилактических работ в почве очистных камер карналлитового пласта В заряжают и взрывают только те шпуры, которыми был

120