Технология горных работ в зонах обрушения при открытой и подземной разработке крутопадающих залежей
Викладена технологія гірничих робіт в кар’єрі в зонах зрушення при відкритій та підземній розробці крутоспадних родовищ:розвиток гірничих робіт, технологічні процеси....
Gespeichert in:
| Datum: | 2012 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Schriftenreihe: | Геотехническая механика |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53671 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Технология горных работ в зонах обрушения при открытой и подземной разработке крутопадающих залежей / М.С. Четверик // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 97. — С. 307-311. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-53671 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-536712014-01-26T03:10:59Z Технология горных работ в зонах обрушения при открытой и подземной разработке крутопадающих залежей Четверик, М.С. Викладена технологія гірничих робіт в кар’єрі в зонах зрушення при відкритій та підземній розробці крутоспадних родовищ:розвиток гірничих робіт, технологічні процеси. Laid out technology of mountain works in a career in the areas of change at the opened and underground development of steep-plact mountain works, technological processes. 2012 Article Технология горных работ в зонах обрушения при открытой и подземной разработке крутопадающих залежей / М.С. Четверик // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 97. — С. 307-311. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53671 622.271 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Викладена технологія гірничих робіт в кар’єрі в зонах зрушення при відкритій та підземній розробці крутоспадних родовищ:розвиток гірничих робіт, технологічні процеси. |
| format |
Article |
| author |
Четверик, М.С. |
| spellingShingle |
Четверик, М.С. Технология горных работ в зонах обрушения при открытой и подземной разработке крутопадающих залежей Геотехническая механика |
| author_facet |
Четверик, М.С. |
| author_sort |
Четверик, М.С. |
| title |
Технология горных работ в зонах обрушения при открытой и подземной разработке крутопадающих залежей |
| title_short |
Технология горных работ в зонах обрушения при открытой и подземной разработке крутопадающих залежей |
| title_full |
Технология горных работ в зонах обрушения при открытой и подземной разработке крутопадающих залежей |
| title_fullStr |
Технология горных работ в зонах обрушения при открытой и подземной разработке крутопадающих залежей |
| title_full_unstemmed |
Технология горных работ в зонах обрушения при открытой и подземной разработке крутопадающих залежей |
| title_sort |
технология горных работ в зонах обрушения при открытой и подземной разработке крутопадающих залежей |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2012 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53671 |
| citation_txt |
Технология горных работ в зонах обрушения при открытой и подземной разработке крутопадающих залежей / М.С. Четверик // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 97. — С. 307-311. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| series |
Геотехническая механика |
| work_keys_str_mv |
AT četverikms tehnologiâgornyhrabotvzonahobrušeniâpriotkrytojipodzemnojrazrabotkekrutopadaûŝihzaležej |
| first_indexed |
2025-07-05T05:02:28Z |
| last_indexed |
2025-07-05T05:02:28Z |
| _version_ |
1836781927275692032 |
| fulltext |
307
УДК 622.271
Д-р техн. наук М.С. Четверик
(ИГТМ НАН Украины)
ТЕХНОЛОГИЯ ГОРНЫХ РАБОТ В ЗОНАХ ОБРУШЕНИЯ ПРИ
ОТКРЫТОЙ И ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ КРУТОПАДАЮЩИХ
ЗАЛЕЖЕЙ
Викладена технологія гірничих робіт в кар’єрі в зонах зрушення при відкритій та підзем-
ній розробці крутоспадних родовищ:розвиток гірничих робіт, технологічні процеси.
TECHNOLOGY OF MOUNTAIN WORKS IN THE AREAS OF BRINGING
DOWN AT THE OPENED AND UNDERGROUND DEVELOPMENT OF
SPEEDLY-DROP BEDS
Laid out technology of mountain works in a career in the areas of change at the opened and un-
derground development of steep-plact mountain works, technological processes.
1.Состояние вопроса, актуальность проблемы. Особенностью геологиче-
ского строения руд Кривбасса является то, что богатые руды залегают в лежа-
чем боку бедных – не окисленных кварцитов. Поэтому при открытой отработке
не окисленных кварцитов, а при подземной богатых руд с обрушением по-
верхности, зона сдвижения горных пород, вызванная подземными горными ра-
ботами, выходит на борт карьера. Зона сдвижения может быть представлена
трещинами, а также воронками обрушения. Воронки обрушения могут быть от-
крытыми, засыпанными породой, всплывающими, закрытыми. При выходе на
борт карьера длина их составляет 60 – 100, а ширина 30 – 60 метров. В нижней
части с глубиной их параметры уменьшаются в соответствии с углами сдвиже-
ния.
Выход зоны сдвижения на борт карьера в виде воронок может происходить
не только при открытой разработке кварцитов и подземной добыче богатых
руд, а и при совместной открытой и подземной разработке не окисленных квар-
цитов.
В зоне сдвижения происходит внезапное воронко образование, что может
привести к несчастным случаям, потере механизмов.
Особо актуальное значение эта проблема имеет в условиях отработки запа-
сов карьера №1ЦГОКа. Среди горнорудных предприятий Кривбасса Централь-
ный ГОК менее всего обеспечен сырьем, а карьеры имеют наиболее высокий
коэффициент вскрыши и наиболее трудные горнотехнические условия разра-
ботки. Существенного прироста запасов можно достичь по карьеру №1 при вы-
емке вскрышных пород по восточному борту. Однако положение осложняется
тем, что этот борт подрабатывается подземными горными работами рудников, в
которых производится добыча богатых руд. Происходит внезапное воронко об-
разование.
2.Результаты предыдущих исследований. Изучению процессов сдвижения
массива горных пород и воронко образования при подземной выемке руд по-
священо большое количество работ. Были выполнены исследования по ком-
плексному ведению открытой и подземной выемке руд, при которых обеспечи-
валась безопасность открытых горных работ. Для того, чтобы воронко образо-
308
вание не приводило к несчастным случаям, рекомендовалось проводить интен-
сивное понижение горных работ по восточному борту, приводя его в нерабочий
(к.т.н. Филоненко М.А.). Тогда выход воронок на борт карьера не представлял
опасности. Однако, исследования технологии ведения горных работ по разносу
борта карьера непосредственно в зоне воронок отсутствуют.
3.Постановка задачи. Обосновать безопасную технологию горных работ в
карьере в зонах обрушения при открытой и подземной разработке крутопадаю-
щих залежей: рассмотреть развитие горных работ возле воронок обрушения;
технологические процессы: буровзрывные работы, экскавацию, транспорт, тех-
нологические схемы, устойчивость борта карьера при выходе на него воронок
обрушения ( в разработке технологии производства горных работ в зоне воро-
нок принимали участие кандидаты техн. наук А.П.Семенов, О.А. Медведева).
4.Направление перемещения горных работ. Выбор направления перемеще-
ния горных работ при работе в зоне воронок необходимо производить исходя
из обеспечения безопасности и эффективности. Направления могут быть таким
: а) горные работы движутся к воронке; б) горные работы движутся от
воронки; в) комбинированное перемещение – вначале к воронке, а затем от нее;
г) горные работы понижаются вокруг воронки; д) горные работы производят с
засыпкой воронки или без нее (рис.1)
а б в
Рис. 1.Направления перемещения горных работ: а) к воронке; б) от воронки; в) с пониже-
нием горных работ вокруг воронки.
Каждое из приведенных направлений перемещения горных работ имеет
достоинства и недостатки, обусловленные необходимостью создания скользя-
щих съездов для автомобильного транспорта, перемещения экскавационного
оборудования. Так, при перемещении горных работ от воронки экскаваторное
оборудование, например, драглайн, будет простаивать до очередного подхода
горных работ к воронке. И, наоборот, при понижении горных работ вокруг во-
ронки экскаватор необходимо постоянно опускать на нижний горизонт, гото-
вить для этого съезды.
Возможна отработка воронки спиральными съездами. При таком развитии
горных работ экскаватор постоянно работает на наклонной площадке, которая
представляет автомобильный наклонный съезд. Такая технология была приме-
нена при разносе нерабочего борта карьера №1 ЦГОК / 1/. Преимуществом та-
кой технологической схемы является то, что нет необходимости опускать экс-
каватор на нижележащий горизонт. В процессе выемочных работ готовится ав-
томобильный съезд. Однако следует учитывать, что при такой схеме работы
снижается производительность экскаватора. Кроме того, необходимо преду-
смотреть безопасную работу экскаватора и автосамосвалов.
Выбор направления перемещения горных работ при отработке воронки не-
309
обходимо производить исходя из конкретных условий.
При ведении горных работ возле воронок, которые заполнены породой, по-
вышается безопасность. Кроме того, улучшается дробление горной массы
взрывом, поскольку взрыв можно производить на неубранную горную массу.
Поэтому, с целью повышения производительности автомобильного транспор-
та, при небольших объемах можно производить засыпку воронок горной мас-
сой. Если для ведения взрывных работ и обеспечения безопасности нет необ-
ходимости заполнять воронку горной массой, то можно обойтись и без засып-
ки.
5.Буровзрывные работы. Если контуры воронки на поверхности достаточно
точно определены различными методами, то буровые станки можно распола-
гать на таком же расстоянии от контура воронки, как и от верхней бровки усту-
па. В связи с отсутствием рабочей площадки, как это происходит при взрыва-
нии уступов в карьере, при взрыве пород вокруг воронки сопротивление по по-
дошве взрываемого уступа будет меньше. Поэтому качество дробления пород
должно быть выше. Оно повысится, если в воронке будет находится раздроб-
ленная горная масса.
Существенной проблемой является выполнение горных работ в области
пустот, то есть там, где воронки не вышли на поверхность или могут неожи-
данно « всплыть». Для этих условий возможно следует бурить наклонные
взрывные скважины, а может быть и горизонтальные до «вскрытия» воронки.
6. Экскавация. Особым требованием к экскаваторному оборудованию при
его выборе является то, что экскаваторная машина не должна располагаться
над воронкой. Она должна быть возле нее, на определенном безопасном рас
стоянии от бровки воронки и производить выемку горной массы из воронки.
Исходя из этого требования, экскаваторное оборудование, которое можно при-
менить при выполнении горных работ возле воронок может быть следующее:
экскаваторы с удлиненным оборудованием, экскаваторы - обратная лопата,
драглайны, грейферы.
Экскаваторы с удлиненным оборудованием можно использовать, в основ-
ном, для засыпки воронок. При выполнении экскаваторных работ возле во-
ронки, заполненной горной массой, экскаватором с удлиненным оборудовани-
ем возможна такая технология: экскаватор производит заходку вокруг воронки.
Производит черпание горной массы из воронки на возможный радиус черпания.
При переходе на нижележащий горизонт, в связи с уменьшением диаметра во-
ронки, снова производят экскаватором заходку. При этом часть горной массы
сползает с центра воронки под углом естественного откоса.
Для безопасного выполнения горных работ возле воронки целесообразно
применить экскаватор, оборудованный обратной лопатой (рис.2)
310
Рис. 2. Выполнение горных работ по выемке горной массы из воронки с использованием
экскаватора, оборудованного обратной лопатой.
Обратные лопаты начинают чаще применять на открытых горных работах
при отработке вскрышных и добычных уступов. Это обусловлено тем, что при-
менение таких экскаваторов позволяет отрабатывать уступ нижним и верхним
черпанием. При этом можно увеличить высоту отрабатываемого уступа и
уменьшить количество транспортных горизонтов. Производительность экскава-
тора при его оборудовании обратной лопатой на 10-15% ниже, чем при обору-
довании прямой лопатой.
Для выполнения горных работ возле воронки, в зонах сдвижения можно
применить экскаватор Н-241 фирмы "Demag" (ФРГ). Вместимость ковша 14
м3, наибольший радиус и глубина копания соответственно 18,5 и 8 м; масса
270 т. Этот экскаватор с удлинёнными стрелой и рукоятью, ковшом вместимо-
стью 7,5 м3 имеет увеличенные параметры черпания, соответственно 22,2, 12,5
м. Горную массу вынутую из воронки экскаватором - обратная лопата погру-
жают непосредственно в автомобильный транспорт.
Продолжительный период времени проводятся работы по созданию специ-
альных ковшей драглайнов для использования их при экскавации скальных по-
род. Достоинством этих экскаваторов является большой радиус черпания, что
позволяет их располагать на безопасном расстоянии от объекта. Выбор типа
экскаватора драглайна основывается на его параметрах: длине стрелы драглай-
на, достаточной для экскавации скальных пород находящихся в воронке. Исхо-
дя из этого, принят тип драглайна ЭШ-10/60 с длиной стрелы 57м (рис.3)
Рис. 3. Выполнение горных работ по выемке горной массы из воронки с использованием
драглайна.
Недостатком применения драглайнов при выполнении горных работ возле
воронок и в зонах сдвижения является то, что экскаватор не может осуществ-
лять погрузку в транспортные сосуды. Для этого необходимо создание перегру-
зочного склада и дополнительного экскаватора, который бы перегружал горную
311
массу из склада в автосамосвалы. Кроме того, отсутствуют промышленные ис-
пытания ковшей драглайнов, предназначенные для экскавации скальных кус-
коватых пород.
Однако, преимущества драглайна перед другими экскаваторными машина-
ми, которые заключаются в большом радиусе черпания, весьма важны.
7.Транспорт. Для выполнения горных работ непосредственно возле воро-
нок, в зоне сдвижения необходимо применять автомобильный транспорт с ис-
пользованием скользящих съездов. Их размещение и развитие зависит от вы-
бранного направления развития горных работ и конкретных параметров отраба-
тываемой воронки. Учитывая большую насыщенность борта карьера воронка-
ми, рационально применение автосамосвалов грузоподъемностью 75т.
8.Устойчивость борта карьера. Устойчивость борта карьера, ослабленного
выходом воронок, рассматривают исходя из того, что возможно снижение ве-
личины молекулярного сцепления, вплоть до нулевого значения, на участках
поверхности сдвижения, которая попадает в зону «выхода» пустот на дневную
поверхность. При определении коэффициента запаса устойчивости борта на
участке пересечения вероятной поверхности скольжения с предполагаемой зо-
ной выхода воронки вторичного обрушения на дневную поверхность, величина
сил молекулярного сцепления принимается равной нулю / 4/.
Приведенная расчетная схема имеет недостатки. В ней рассматривается
только один борт карьера, нарушенный воронками и областью сдвижения гор-
ных пород. Однако, в условиях глубоких карьеров , при незначительной шири-
не его дна опорой, препятствующей оползневому процессу, может быть проти-
воположный борт.При увеличении угла откоса борта карьера возможен «уход»
от воронок, что также может повысить его устойчивость, снизить объем
вскрышных работ и работ в зоне воронок.
Выводы. Совместная открытая и подземная разработка рудных крутопа-
дающих залежей сопровождается выходом на борт карьера зоны сдвижения,
воронок обрушения. При разносе нерабочих бортов или при выполнении гор-
ных работ на рабочих бортах карьера необходима технология горных работ, ко-
торая обеспечивала бы их безопасность. При выполнении горных работ возле
воронок рационально применение экскаваторов, оборудованных обратной ло-
патой, драглайнов со специальной конструкцией ковша.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Четверик М.С. Вскрытие глубоких горизонтов карьеров при комбинированном транспорте. Киев. Науко-
ва думка.1986 с
2.Юматов Б.П.Основные вопросы комбинированной разработки рудных месторождений. Автореф. дис-
серт.на соискан.учен. ст. докт. техн. наук.М., Изд.-во МГУ, 1962.
3.Куликов В.В. Совместная и повторная разработка рудных месторождений. М., Недра.1965.
4.Несмашный Е.А., Романенко А.А., Болотников А.В. Устойчивость борта Глееватского карьера, подрабо-
танного подземными горными работами, при расширении его границ. Металлургическая и горнорудная про-
мышленность, 2012 №3. С. 76-79.
|