- •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
10.3 Характер окислительных процессов сульфидных руд
Руды, представленные различными сульфидами, в различной степени способны окисляться при взаимодействии с кислородом. Интенсивность окислительных процессов зависит от свойств окисляющихся минералов, величины их удельной поверхности, структуры минералов, температуры и влажности. Склонность к окислению оценивается скоростью сорбции кислорода. Следует иметь в виду, что процесс окисления сопровождается выделением тепла в количестве 3400-4700 ккал на 1 м3 поглощенного кислорода. При этом с возрастанием температуры окисляющейся массы возрастает скорость окислительных процессов.
В общем виде развитие окислительных процессов проходит следующие стадии: окисление, разогрев, выделение газов, возгорание, горение.
При низких температурах (до 20С) процесс окисления сульфидных руд не сопровождается какими-либо отрицательными явлениями. При этом на поверхности кусков руды образуется пленка продуктов окисления, которая, при прочих равных условиях, способствует замедлению окислительных процессов. Если при этом существуют условия, способствующие полной отдаче образующегося при окислении тепла в окружающую среду, такое состояние может продолжаться достаточно долгий период.
Если же выделяющееся при окислении тепло не отдается полностью в окружающую среду, происходит разогрев окисляющегося материала, в результате которого окислительные процессы ускоряются. На этой стадии также может быть достигнуто равновесие между количеством тепла, выделяющегося при окислении и отдаваемого в окружающую среду, то есть окислительный процесс приобретает вялотекущую форму. На определенной стадии разогрева рудной массы происходит вынос в шахтную атмосферу газообразных продуктов окисления в количествах, превышающих ПДК.
При достижении температуры разогрева рудной массы 150С и более, наблюдается интенсивное дальнейшее повышение температуры, которое в результате приводит к возгоранию продуктов окисления. При наличии в обрушенной среде органических материалов, например, древесины или углистых сланцев, их возгорание происходит при температурах 180-200С. При достижении температур порядка 400-450С происходит возгорание рудной мелочи.
В дальнейшем окислительные процессы в рудной массе проявляются как процесс горения, характеризующийся высокой температурой рудной массы, наличием открытого пламени, интенсивным выделением вредных газов в атмосферу шахты.
С учетом склонности конкретного типа руды к окислению, конкретных горнотехнических условий, применяемых систем разработки возможна реализация мероприятий, которые позволяют стабилизировать окислительные процессы на определенном уровне, прекратить их развитие или избежать их отрицательного воздействия на рабочие места.
Основой для разработки таких мероприятий является знание характера и конкретных условий протекания окислительных процессов.
10.4 Мероприятия по минимизации окислительных процессов
Классическим методом предупреждения и подавления окислительных процессов при отработке колчеданных руд системами с обрушением является профилактическое заиливание выработанного пространства рабочих и отработанных блоков. Благодаря этому были ликвидированы эндогенные пожары, имевшие достаточно широкое распространение на уральских рудниках. Подаваемая в выработанное пространство глинопульпа заполняет имеющиеся в нем пустоты, в результате чего прекращается доступ воздуха и ликвидируется возможность окисления и дальнейшего возгорания потерянной руды.
При своем универсальном характере профилактическое заиливание является трудоемким и дорогостоящим процессом, при проведении которого на длительное время прекращается добыча руды. Поэтому на ряде предприятий при системах с обрушением, на основе современной техники и технологии, осуществлены мероприятия, позволившие исключить регулярное профилактическое заиливание из технологического цикла добычи руды. Так, системами с обрушением без профилактического заиливания отработана Маканская залежь и сейчас ведется отработка Ташкулинского участка на Бурибаевском ГОКе. Более 10 лет применяется система с обрушением при отработке Нижней залежи Сибайского месторождения. Имеющиеся при этом окислительные процессы в отбитой руде и в выработанном пространстве носят вялотекущий характер и не представляют опасности для рабочих.
Институтом «Унипромедь» ранее был разработан и внедрен комплекс мероприятий по минимизации окислительных процессов, что позволило производить отработку Левихинского месторождения в период после 1980 года системами с обрушением без профилактического заиливания [56].
При добыче руды на участке «Новый Сибай» предлагается реализовать следующий комплекс мероприятий.
Применение в качестве основной системы подэтажного обрушения с торцевым выпуском и отбойкой руды в зажиме.
Конструкция системы предполагает отбойку руды вертикальными слоями не более 3 м, благодаря использованию самоходной техники отгрузка руды будет производиться в срок не более 2-3 суток. За это время не произойдет существенного разогрева отбитой руды.
Горная масса в обрушенном пространстве не содержит древесины и уплотнена взрывом. Интенсивность возможного поступления воздуха в уплотненное обрушенное пространство резко снижается, что препятствует развитию в нем окислительных процессов.
В связи с тем, что особенностью ведения горных работ на участке «Новый Сибай» является наличие аэродинамической связи шахтных выработок с атмосферой через обрушенное пространство, депрессию вентиляционной струи следует регулировать таким образом, чтобы по возможности обеспечить минимальный перепад между атмосферным давлением и давлением вентиляционной струи в буродоставочных штреках (ортах). Это также уменьшит интенсивность поступления воздуха в обрушенное пространство.
При планировании очистных работ следует предусматривать отработку блока (панели) в подэтаже в возможно короткий срок (не более 0,5-1 года), после чего все сбойки с отработанным пространством должны быть перекрыты воздухонепроницаемыми перемычками.
Таким образом, быстрая отгрузка отбитой руды, уплотнение обрушенного пространства взрывными работами при отбойке в зажиме и его полная изоляция создают условия, препятствующие развитию активных окислительных процессов в выработанном пространстве.