Способы закладки выработанного пространства

Отчёт

По преддипломной практике

на учреждении: ИГДС СО РАН им. Н.В.Черского

 

Специальность: «Горное дело»

Специализация: «Подземная разработка рудных месторождений»

студента 6 курса

очной формы обучения

группы ПР– 12

Мартынова Вадима Вадимовича

Руководитель практики: к.т.н.

Петров Дмитрий Николаевич

 

 

Дата сдачи работы на кафедру «___»___________2017 года

Дата защиты «___»___________2017 года

Оценка «_________________________»

Якутск, 2017

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

1. Способы закладки выработанного пространства…………………………5

2. Транспортирование закладочных материалов……………………………9

3. Передвижные закладочные комплексы………………………………….16

4. Технологические решения по отработке подмерзлотных горизонтов месторождения Бадран с применением закладки………………………………23

Заключение……………………………………………………………………….29Список литературы………………………………………………………………30

Введение

За период прохождения практики в Институте горного дела Севера имени Н.В.Черского мной была проведена работа по сбору и изучению научно-технической информации. В результате проведённой работы мной составлен краткий обзор перспективных разработок в области ведения подземных горных работ с применением закладки.

Анализ мирового опыта пока­зывает, что до 35 % рудников при­меняют системы разработки с за­кладкой, что определяется углубле­нием горных работ, усложнением горно-геологических условий, осо­бенно в обстановке постоянной борьбы за полноту извлечения по­лезных ископаемых. Если на под­земных рудниках из-за высокой ценности добываемого сырья в ос­новном применяют системы с твер­деющей закладкой на основе це­ментного вяжущего, то на угольных шахтах используют сухую или гид­равлическую закладку крупнодроб­леными породами от проходки, мелкодроблеными горельниками или специально добываемым пес­ком. Твердеющую закладку на угольных шахтах применяют в ис­ключительных случаях, а именно: при извлечении мощных, крутопа­дающих пластов; при необходимо­сти снижения эндогенной пожаро­опасное™; при отработке пластов под охранными объектами.

Применение закладки вырабо­танного пространства позволяет управлять горным давлением и по­вышать безопасность ведения гор­ных работ, вести одновременную от­работку месторождения подземным и открытым способами, повысить коэффициент извлечения, а также снизить негативное влияние горно­го производства на окружающую среду.

Несмотря на достоинства под­земной геотехнологии с закладкой выработанного пространства, в ря­де случаев она реализуется недос­таточно и требует совершенствова­ния соответствующих процессов, поскольку удорожает добычу полез­ного ископаемого.

В большинстве случаев на рудни­ках «Северный» (Мурманская обл.), «Интернациональный» (Якутия), «Ге-ко» (Канада) и некоторых других для закладочных работ используют спе­циально добываемый заполнитель, который характеризуется непосто­янством гранулометрического со­става, влажности, вещественного состава и т. д., что сопряжено с отно­сительно высокими затратами.

Добавление в закладочную смесь излишнего количества воды с целью повышения ее транспор­табельности приводит к расслое­нию смеси во время транспорти­рования и, как следствие, к сниже­нию прочности закладочного мас­сива. Например, на руднике «Оутокумпу» (Финляндия) с переходом очистных работ на более глубокие горизонты происходило обрушение боковых стенок искусственных целиков. С целью ликвидации отрицательного воздействии избыточной воды в смесях увеличивали расход вяжущего, что привело к увеличению расходов на добычу.

Кроме того, следует иметь в виду, что применение закладки при добыче полезных ископаемых со­пряжено со строительством закла­дочных комплексов, требующих значительных финансовых затрат, а также с усложнением технологиче­ской схемы процесса добычи полез­ного ископаемого.

 

 

Заключение

Технологические решения по отработке подмерзлотных горизонтов месторождения Бадран направлены на повышение эффективности добычи руды. Применение самоходного оборудования позволит за счет мощности, мобильности и многофункциональности повысить производительность труда. Проведение подготовительных выработок в более прочных вмещающих породах снизит затраты на их крепление и поддержание, предотвратит возникновение аварийных ситуаций вследствие влияния очистных работ. Принятые проектом параметры очистных работ позволят отработать запасы с минимальными потерями и разубоживанием. По результатам опытно-промыщленных работ будет составлен проект отработки подмерзлотных запасов всего месторождения.

Важное значение имеет и то, что закладка позволяет уменьшить использование в шахте лесных материалов, что само по себе является решением экологической и экономической проблем. Таким образом, применение закладки выработанного пространства обеспечит улучшение экологической обстановки в регионе, позволит снизить, а по некоторым видам исключить плату за негативное экологическое воздействие. В современных условиях закладку следует рассматривать как способ защиты окружающей среды от техногенного воздействия подземных работ. На Западе закладку применяют давно и довольно широко, стоит задуматься, что и в отечественных условиях возможно использовать прогрессивный опыт.

 

Список литературы

1. М.М.Хайрутдинов. Пути совершенствования системы разработки с закладкой выработанного пространства. // Горный журнал. - 2011.-№7.-С.40-43.

2. Д.Р.Каплунов, М.В.Рыльникова, Д.Н.Радченко, Ю.В.Корнеев. Передвижные закладочные комплексы в системах разработки рудных месторождений с закладкой выработанных пространств. // Горный журнал. - 2013, №2, с. 101-104.

3. Каплунов Д.Р., Рыльникова М.В., Арсентьев В.А., Квит­ка В.В., Маннанов Р. Новая технология и оборудование для высокопроизводительной закладки выработанного пространства при подземной отработке месторождений // Горный журнал. 2012. № 2. С. 41-43.

4. Маннанов Р. Зверев А.П., Ангелов В.А., Лавенков В.С. Исследование составов и способов приготовления закла­дочных смесей на подземных передвижных закладочных установках// Маркшейдерский вестник. 2012. № 3. С. 12- 16. ЕЗ

5. Необутов Г.П., Гринев 8.Г. Разработка рудных месторождений с использованием за-мораживаемой закладки в условиях многолетней мерзлоты: монография.—Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1997, —104 с.

6. Петров А.Н., Петров Д. Н. Совершенствование технологии закладки выработанных камер льдопородной смесью в криолитозонах // Горный журнал. 2015. № 4. С. 26-28. doi: 10.17580/gzh.2015.04.05

7. А.Н. ПЕТРОВ, Л.М. АЛЕКСЕЕВ, Д.Н. ПЕТРОВ, С.Г. КОЛЕСНИКОВ, Технологические решения по отработке месторождения Бадран. Горный журнал.-2016.-№9.-С.46-49.

8. Соколов И.В., Смирнов А.А., Антипин Ю.Г., Барановский К.В., Технология восходящей выемки золоторудного месторождения с приминением сухой закладки. ГИАБ.-2015.-№9.-C.14-19.

Отчёт

По преддипломной практике

на учреждении: ИГДС СО РАН им. Н.В.Черского

 

Специальность: «Горное дело»

Специализация: «Подземная разработка рудных месторождений»

студента 6 курса

очной формы обучения

группы ПР– 12

Мартынова Вадима Вадимовича

Руководитель практики: к.т.н.

Петров Дмитрий Николаевич

 

 

Дата сдачи работы на кафедру «___»___________2017 года

Дата защиты «___»___________2017 года

Оценка «_________________________»

Якутск, 2017

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

1. Способы закладки выработанного пространства…………………………5

2. Транспортирование закладочных материалов……………………………9

3. Передвижные закладочные комплексы………………………………….16

4. Технологические решения по отработке подмерзлотных горизонтов месторождения Бадран с применением закладки………………………………23

Заключение……………………………………………………………………….29Список литературы………………………………………………………………30

Введение

За период прохождения практики в Институте горного дела Севера имени Н.В.Черского мной была проведена работа по сбору и изучению научно-технической информации. В результате проведённой работы мной составлен краткий обзор перспективных разработок в области ведения подземных горных работ с применением закладки.

Анализ мирового опыта пока­зывает, что до 35 % рудников при­меняют системы разработки с за­кладкой, что определяется углубле­нием горных работ, усложнением горно-геологических условий, осо­бенно в обстановке постоянной борьбы за полноту извлечения по­лезных ископаемых. Если на под­земных рудниках из-за высокой ценности добываемого сырья в ос­новном применяют системы с твер­деющей закладкой на основе це­ментного вяжущего, то на угольных шахтах используют сухую или гид­равлическую закладку крупнодроб­леными породами от проходки, мелкодроблеными горельниками или специально добываемым пес­ком. Твердеющую закладку на угольных шахтах применяют в ис­ключительных случаях, а именно: при извлечении мощных, крутопа­дающих пластов; при необходимо­сти снижения эндогенной пожаро­опасное™; при отработке пластов под охранными объектами.

Применение закладки вырабо­танного пространства позволяет управлять горным давлением и по­вышать безопасность ведения гор­ных работ, вести одновременную от­работку месторождения подземным и открытым способами, повысить коэффициент извлечения, а также снизить негативное влияние горно­го производства на окружающую среду.

Несмотря на достоинства под­земной геотехнологии с закладкой выработанного пространства, в ря­де случаев она реализуется недос­таточно и требует совершенствова­ния соответствующих процессов, поскольку удорожает добычу полез­ного ископаемого.

В большинстве случаев на рудни­ках «Северный» (Мурманская обл.), «Интернациональный» (Якутия), «Ге-ко» (Канада) и некоторых других для закладочных работ используют спе­циально добываемый заполнитель, который характеризуется непосто­янством гранулометрического со­става, влажности, вещественного состава и т. д., что сопряжено с отно­сительно высокими затратами.

Добавление в закладочную смесь излишнего количества воды с целью повышения ее транспор­табельности приводит к расслое­нию смеси во время транспорти­рования и, как следствие, к сниже­нию прочности закладочного мас­сива. Например, на руднике «Оутокумпу» (Финляндия) с переходом очистных работ на более глубокие горизонты происходило обрушение боковых стенок искусственных целиков. С целью ликвидации отрицательного воздействии избыточной воды в смесях увеличивали расход вяжущего, что привело к увеличению расходов на добычу.

Кроме того, следует иметь в виду, что применение закладки при добыче полезных ископаемых со­пряжено со строительством закла­дочных комплексов, требующих значительных финансовых затрат, а также с усложнением технологиче­ской схемы процесса добычи полез­ного ископаемого.

 

 

Способы закладки выработанного пространства

В связи с тем, что на разных этапах развития техники и техноло­гии закладки выработанного про­странства использовали разные способы, возникла необходимость систематизации ее вариантов. Од­ним из технологических принципов классификации является способ доставки закладочной смеси до места укладки, исходя из особен­ностей которого выделяют девять групп, объединенных в три класса (см. таблицу): механическая дос­тавка, трубопроводная, полураз­дельная.

Сухую (породную) закладку до последнего времени применяли достаточно редко ввиду ее невысо­кой прочности и большого коэффи­циента усадки. Но благодаря невы­сокой себестоимости и возможно­сти использования пустой породы от проходки и вскрышных работ сухую (породную) закладку широко применяют при добыче угля, руды малой ценности или в сочетании с другим способом закладки.

Литая (твердеющая) закладка в настоящее время получила ши­рокое применение благодаря сво­ему основному преимуществу — возможности создания монолит­ного массива необходимой проч­ности. Сдерживающим фактором является только экономический, но с повышением на мировом рынке цены на продукцию горной промышленности и с использова­нием в составе закладочной сме­си более дешевого вяжущего ста­ло возможным применение данно­го способа закладки при добыче низкоценного сырья.

Достаточно перспективным способом является полураздель­ный, так как имеется возможность создания разнопрочных закладоч­ных массивов, сочетающих в себе невысокую цену и необходимую прочность.

При бутовой закладке исполь­зуют каменные блоки различного размера и скрепляют их вяжущим раствором. В этом случае заполня­ют не все выработанное простран­ство, а лишь участки, граничащие со смежными блоками, а в оставшуюся часть блока подают породную за­кладку. Достоинством является ми­нимальный расход воды, что имеет большое значение для снижения от­носительной влажности рудничной атмосферы, а недостатком — слож­ная механизация работ.

При консолидированной за­кладке происходит формирование монолита под воздействием пара или химических растворов на уже размещенную в очистном простран­стве сухую закладку. При этом ис­пользование химических растворов реагентов через определенное вре­мя приводит к повторной кристал­лизации, что позволяет консолиди­ровать породу в выработанном про­странстве. Такая закладка обладает достаточно высокими прочностны­ми характеристиками, которые со­храняются при длительном нагружении налегающими породами.

Инъекционная закладка преду­сматривает предварительное за­полнение выработанного простран­ства сухой закладкой при дробле­ной самообрушающейся породой с последующей подачей по трубам с поверхности вяжущего раствора. Раствор проникает в пустоты дроб­леной породы и превращает ее в монолит. Также инъекционный спо­соб закладки позволяет формиро­вать подошву слоя при слоевой вы­емке и избежать просыпания руды в закладочный массив и отказаться от временных настилов.

Как видно, применение техно­логий с закладкой связано с существенными затратами и эффектив­но при разработке более ценных руд, что в настоящее время часто сопряжено с необходимостью уве­личения их бортового содержания.

Использование местных при­родных материалов и отходов про­изводства позволит существенно сократить затраты не только на за­кладочные работы, но и на содер­жание различного рода отвалов и хвостохранилищ, соответственно уменьшив площади земель для гор­ных отводов.

Рациональное использование элементов закладочных работ с утилизацией в закладку отходов горно­обогатительного производства по­зволит эффективно разрабатывать менее ценные месторождения по­лезных ископаемых.

Следует иметь в виду, что эф­фективность использования отхо­дов не только влияет на технико-экономические показатели горно­добывающего предприятия, но и способствует снижению вредного экологического воздействии на ок­ружающую среду.

Большая доля стоимости за­кладочных работ приходится на транспортирование закладочной смеси в выработанное простран­ство. Развитие горных работ при­водит к удалению (углублению) места укладки смеси от места при­готовления и соответственно уве­личению длины ее транспортиро­вания. Так, на Бурибаевском ГОКе (Башкортостан) развитие горных работ привело к удалению места очистной выемки от закладочного комплекса на 2,5-3 км. Такое уда­ление сделало неэффективным и нецелесообразным применение системы с закладкой на данном руднике.