- •2 Существующее положение горных работ и основные решения
- •3 Прогноз сдвижений и деформаций при доработке месторождения
- •4 Геомеханическое обоснование технологии подземной
- •4.3.2 Расчет параметров системы разработки подэтажного
- •10 Мероприятия по предупреждению и ликвидации
- •13 Техника безопасности и охрана труда
- •Введение
- •1 Геологическая характеристика месторождения
- •1.1 Геологическое строение месторождения
- •1.1.1 Залежь Новый Сибай
- •1.2 Морфология залежи Новый Сибай
- •1.3 Вещественный состав руд залежи Новый Сибай
- •1.4 Гидрогеологические условия разработки месторождения
- •1.4.1 Орография, гидрология и климат района
- •1.4.2 Гидрогеологические условия района
- •1.4.3 Характеристика действующей системы осушения месторождения
- •1.4.4 Общие выводы по гидрогеологическим условиям отработки Сибайского месторождения
- •1.5 Инженерно-геологические условия разработки месторождения
- •1.6 Запасы руды в залежи «Новый Сибай»
- •1.7 Эксплуатационная разведка
- •2 Существующее положение горных работ и основные решения по вскрытию месторождения
- •2.1 Существующее состояние горных работ на Сибайском подземном руднике
- •2.2 Основные решения по вскрытию месторождения
- •2.3 Проветривание рудника
- •3 Прогноз сдвижений и деформаций при доработке месторождения Новый Сибай подземным способом
- •3.1 Построения зоны сдвижения на земной поверхности
- •3.2 Построение зон сдвижения внутри массива горных пород
- •4 Геомеханическое обоснование технологии подземной доработки Ново-Сибайской залежи
- •4.1 Обоснование коэффициента запаса устойчивости бортов карьера при выемке законтурных руд
- •4.2 Обоснование выемки части прибортовых запасов без нарушения целостности рудного массива и существующего карьерного съезда
- •4.3 Геомеханическое обоснование параметров отработки основных запасов рудной залежи с обрушением вмещающих пород
- •4.3.1 Расчет параметров системы разработки подэтажного обрушения с одностадийным порядком отработки
- •4.3.2 Расчет параметров системы разработки подэтажного обрушения с двухстадийным порядком отработки (блоковое обрушение)
- •5 Системы разработки
- •5.1 Горно-технические особенности разработки рудной залежи
- •5.2 Выбор и обоснование систем разработки
- •5.2.1 Выемка прибортовых запасов руды открытыми камерами (прирезками)
- •5.2.2 Система подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды.
- •5.2.3 Система подэтажного обрушения с двухстадийным порядком отработки блоков (блоковое обрушение)
- •6 Подготовка и доработка рудной залежи
- •6.1 Общий порядок отработки
- •6.2 Отработка запасов в южном и северном бортах карьера выше горизонта 469 м
- •6.2.1 Порядок отработки запасов выше горизонта 469 м
- •6.2.2 Подготовка и отработка запасов выше горизонта 469 м
- •6.3 Отработка запасов ниже гор. 469 м
- •6.3.1 Первый вариант подготовки и отработки рудной залежи ниже гор. 469 м (рудная подготовка)
- •6.3.2 Второй вариант подготовки и отработки рудной залежи ниже гор. 469 м (полевая подготовка)
- •7 Буровзрывные работы
- •7.1 Параметры буровзрывных работ
- •7.2 Рекомендации по дополнительным мерам безопасности при отбойке сульфидных руд
- •7.3 Оценка сейсмического действия взрывных работ на горные выработки
- •7.4 Расчет толщины рудной корки, предотвращающей разлет рудной массы по выработанному пространству карьера
- •8 Потери и разубоживание руды
- •9 Производительность рудника
- •10 Мероприятия по предотвращению и ликвидации эндогенных пожаров
- •10.1 Характеристика вещественного состава руд участка «Новый Сибай»
- •10.2 Характеристика обрушенного пространства
- •10.3 Характер окислительных процессов сульфидных руд
- •10.4 Мероприятия по минимизации окислительных процессов
- •10.5 Мероприятия по обеспечению безопасного газового состава рабочих мест
- •10.6 Мероприятия по ликвидации возникших эндогенных пожаров
- •11 Основное технологическое оборудование
- •12 Крепление подземных горных выработок
- •12.1 Общие положения
- •12.2 Прогноз устойчивости руд и пород в выработках и выбор крепи
- •12.3 Дополнительные специальные мероприятия повышения устойчивости обнажений выработок
- •13 Техника безопасности, промсанитария и охрана труда при производстве горных работ
- •13.1 Безопасность производства горных работ
- •13.2 Мероприятия по предупреждению эндогенных пожаров
- •13.3 Мероприятия по борьбе с пылью
- •13.4 Мероприятия по борьбе с шумом и вибрацией
- •14 Основные технологические показатели
- •Список использованных источников
- •Приложения
2.3 Проветривание рудника
Общая схема вентиляции Сибайского подземного рудника предусматривает проветривание подземных горных работ на залежи Новый Сибай, на Нижней залежи и на Камаганском месторождении.
До ввода в эксплуатацию вентиляторной установки главного проветривания на шахте «Клетевая» проветривание горных работ на залежи Новый Сибай будет осуществляться по временной схеме нагнетательным способом вентиляторной установкой главного проветривания, расположенной на шахте «Вентиляционная». Исходящая струя выбрасывается в карьер по существующим штольням гор. 309 и гор. 389 м.
Постоянная схема вентиляции предусматривает проветривание горных работ на залежи Новый Сибай путем подачи свежего воздуха по стволу шахты «Клетевая» нагнетательным способом и выдачи исходящей струи по стволу шахты «Вентиляционная».
3 Прогноз сдвижений и деформаций при доработке месторождения Новый Сибай подземным способом
3.1 Построения зоны сдвижения на земной поверхности
Для многих рудников, отрабатывающих мощные крутопадающие залежи характерна такая ситуация, когда верхняя часть полезного ископаемого разрабатывалась карьерами, а по достижении ими предельных глубин отработку нижележащих горизонтов начинают производить подземным способом.
По мере увеличения глубины очистных работ под погашенными карьерами, возрастает и размер массива горных пород, попадающего в зону сдвижения, являющуюся результатом наложения деформаций, развивающихся от подземных горных работ и собственно бортов карьера.
Особую остроту в этом случае приобретает проблема охраны сооружений, обеспечивающих работу горного предприятия и, как правило, находящихся в непосредственной близости от подрабатываемых бортов погашаемых карьеров.
Применительно к доработке Сибайского месторождения подземным способом это ряд объектов и сооружений на восточном борту карьера и долговременных горных выработок на горизонтах 309 и 389м.
Рудное тело Нового Сибая имеет форму неправильной линзообразной залежи и прослежено по простиранию на 650 м от профиля 22 до профиля 30. Наибольшая глубина подсечения 620 м в профиле 27, предельная глубина выклинивания 700 м.
Согласно Дополнению к проекту «Доработка Сибайского месторождения подземным способом» [3] промышленное оруденение располагается преимущественно в массиве альбитофиров, а также на контакте со спилитами. Общая мощность рудовмещающей альбитофировой толщи достигает 150-300м.
Со стороны лежачего бока альбитофиры содержат бедную сульфидную вкрапленность и прослои туфов и яшмовидных пород.
Висячий бок представлен брекчиями спилитов и прослоями неизмененных спилитов, их лав и туфов.
Другими словами:
лежачий бок
висячий бок
Согласно «Правилам охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ при разработке меднорудных месторождений Урала» [4] значения углов сдвижения в коренных породах без проведения инструментальных наблюдений для месторождений типа 2 (неслоистое строение массива горных пород), группы 2 (крепость вмещающих пород f 6), подгруппы 2 (угол падения рудного тела =51-75о) равны: ; (но не более 65о); =70о. Эти углы были использованы для построения зон сдвижения на горизонтах 309, 389, 469 и 549 м.
Для построения зоны сдвижения на земной поверхности эти углы сдвижения не подходят.
Деформация бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками, происходит в виде обрушения с образованием на земной поверхности на этих участках террас. Углы сдвижения при этом (см. Юнаков Ю.Л. «Исследование сдвижения горных пород и условий устойчивости горных выработок при комбинированном способе разработки рудных месторождений» [5] на 15-20о меньше, чем при разработке рудных тел подземным способом. Аналогичные выводы получены в институте Унипромедь в результате моделирования на эквивалентных материалах и на основе анализа состояния устойчивости бортов карьеров, подработанных подземными горными работами: Гайского №1, Риддер-Сокольного с Андреевским карьером, Тишинского и Алтын-Топканского рудников. Уменьшение углов сдвижения по сравнению с подземной отработкой по данным Унипромеди составляет 20о.
Углы сдвижения на земной поверхности с учетом поправки 20о приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Расчетные углы сдвижения
Геологический разрез |
, град |
mср, М |
л/б, град |
Углы сдвижения, град |
Расстояние зоны опасных сдвижений от бровки карьера (в/б), м |
||||
|
|
|
|
|
|||||
22 |
52 |
62 |
|
45 |
|
58 |
|
45 |
40 |
22-а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23-а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
43 |
54 |
32 |
45 |
|
|
|
45 |
125 |
25 |
48 |
60 |
32 |
45 |
|
|
|
45 |
135 |
26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
138 |
28 |
66 |
38 |
46 |
|
|
|
|
|
|
29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
45 |
10 |
45 |
|
|
|
|
|
|
y=6500 |
|
|
|
|
|
|
50 |
45 |
|
Среднее |
51 |
|
39 |
|
|
|
|
|
|
Для геологического разреза № 25, проходящего через центр карьера, точка, отстроенная под углами и , отстоит от бровки карьера на расстоянии 133 метра.
Применительно к геологическому разрезу № 25 был определен коэффициент запаса устойчивости существующего восточного борта карьера и гипотетического борта карьера с нижней точкой дна выемки на уровне нижней выклинки рудного тела. По методу Г.Л. Фисенко, изложенному в книге И.А.Турчанинова и др. «Основы механики горных пород» [6] коэффициенты запаса устойчивости получились равными:
-для существующего дна карьера ;
-от нижней границы рудного тела .
В качестве исходных данных были приняты следующие параметры: =2,9 т/м3; Ск=12 МПа; =29о; =0,04; См=48 т/м3; Н90=
При этом ширина призмы возможного обрушения во втором случае (n=1,08) равна 125м, что практически совпадает с зоной опасного влияния, отстроенной по углу (133м).
Если принять во внимание то обстоятельство, что сцепление подработанного массива по данным лабораторных и натурных наблюдений (см., например, Можжерин В.М. «Влияние подземных разработок на устойчивость бортов карьеров» [7]) примерно в два раза меньше сцепления в неподработаном массиве, то n3 будет равно 0,99 и призма обрушения а3 будет неустойчива.
Фиксируемые маркшейдерскими наблюдениями смещения на прибортовой полосе появляются уже при n=1,2-1,25; по величине они составляют 50-70мм; преобладающей является горизонтальная составляющая вектора смещения, а ширина полосы, охваченная деформациями, не выходит за зону ограниченную наиболее слабой поверхностью. При n=1-1,15 деформации борта значительны, на прибортовой полосе появляются видимые трещины и заколы, а при n=1-1,05 – неизбежен оползень или обрушение борта. Таким образом, зону опасных сдвижений от нижней границы рудного тела можно приравнять равной ширины призмы возможного обрушения, которая при n=1,08 будет равна 125м.
И, наконец, согласно «Инструкции по расчету устойчивости бортов разрезов при их ликвидации и обеспечению сохранности прилегающих к разрезам территорий» [8] ширина зоны опасных деформаций в прилегающей к борту территории составляет 0,3 H, то есть примерно 150м.
Анализируя все три значения зоны опасных сдвижений при подземной доработке месторождения Новый Сибай, можно сделать вывод, что наиболее вероятно она будет совпадать с зоной, отстроенной по углу сдвижения , то есть отстоять от бровки карьера на расстоянии А=135м.
Зона сдвижения на земной поверхности при доработке месторождения Новый Сибай подземным способом показана на рис.3.1. При этом со стороны лежачего бока зону сдвижения за пределы контура карьера выносить не следует.