Понятие об особых случаях открытой разработки

Под особыми случаями открытой разработки наклонных и крутых залежей подразумеваются: комбинированная разработка месторождений; повторная разработка месторождений; разработка высокогорных месторождений.

При комбинированной разработке выемку запасов полезных ископаемых ведут открытым и подземным и подземным способами в пределах одного месторождения. Различают три варианта комбинированной разработки: верхняя часть месторождений отработана карьером, после прекращения работ в котором запасы вынимают только подземным способом; переход на открытый способ разработки месторождения и прекращение очистных работ подземным способом; одновременная разработка месторождения открытым и подземным способами.

Технология совместная разработка месторождений полезных ископаемых (МПИ) открытым и подземным способами

Наибольшее распространение получила одновременная (или совместная) разработка месторождения.

Достоинства совместной разработки: возможность интенсификации отработки месторождений; обеспечение полного извлечения запасов; более высокие технико-экономические показатели, чем при только подземной разработке, и максимальная производительная мощность предприятия по металлу; значительное повышение эффективности капиталовложений.

Повторную разработку полезных ископаемых открытым способом производят на месторождениях, часть запасов которых ранее отработана подземными работами. Основная цель повторной разработки — обеспечения более полного извлечения из недр запасов полезного ископаемого. Подземная разработка месторождений связана с большими потерями руд, величина которых обычно составляет не менее 25%. В Криворожском бассейне в зонах действующих шахт в настоящее время накопилось около 500 млн. m потерянных руд с высоким содержанием железа. Практически все эти запасы могут быть отработаны открытым способом.

Одновременная разработка месторождения характеризуется рядом специфических особенностей в технологии как открытых, так и подземных работ. Сложным является поддержание бортов карьеров в устойчивом состоянии в связи с образованием пустот внутри контуров карьера при извлечении руды (угля) подземными работами. Значительно ухудшаются показатели буровзрывных работ в связи с наличием повышенной трещиноватости, которая образуется вследствие сдвижения массива горных пород. Наличие подземных выработок необходимость осуществления ряда мероприятий для обеспечения безопасности открытых горных работ и исключения возможности провалов в подземные выработки тяжелого погрузочно-транспортного оборудования.

Создание безопасных условий работ в карьере ограничивает или совсем исключает применение в подземных условиях производительных систем разработки с обрушением руд и вмещающих пород. Поэтому очистные работы в руднике ведутся с оставлением значительных запасов полезных ископаемых в охранных и опорных целиках и потолочинах.

Опыт одновременной разработки месторождений как в Советском Союзе, так и рубежом показывает, что подземные работы ведутся чаще всего на участках, отработка которых не ход работ в карьере. Если не удается избежать взаимного влияния горных работ, то стремятся, чтобы фронт подземных очистных работ имел направление от массива к карьеру. Направление перемещения фронта горных работ карьера планируется в сторону подработанного участка. В этом случае упрощается и облегчается контроль за состоянием деформированного участка пород.

Для обеспечения безопасной работы карьера и подземного рудника применяют меры защиты, условно подразделяемые на активные и пассивные. Активные меры служат для стабилизации, уменьшения или прекращения самого процесса сдвижения горных пород. Пассивные защитные меры не влияют на процесс сдвижения; основной задачей этих мер является приспособление способов ведения горных работ к специфическим условиями совместной разработки месторождения. Такими мерами являются: правильный выбор системы подземной разработки, установление оптимальных параметров опорных целиков и потолочин, применение соответствующего закладочного материала.

Система подземной разработки с закладкой выработанного пространства имеет то преимущество, что обеспечивает значительную устойчивость горных пород, а следовательно, и большую безопасность работ и более полное извлечение полезного ископаемого.

Технология работ на карьерах как при совместной, так и при повторной разработке аналогична, так как горные работы производят в зоне влияния подземных горных выработок. Основные трудности при работе в карьере вызваны нарушенностью массива, снижающей устойчивость уступов, а также эффективность взрывных и буровых работ.

Нарушенность массива приводит к необходимости уменьшения в 2 и более раз высоты уступа, уменьшению угла откоса уступов и увеличению ширины рабочих площадок. При бурении взрывных скважин, особенно при повторной разработке, исходят не из условия подготовки достаточного фронта работ, а из необходимости своевременного выявления и погашения пустот, так как взрывные скважины одновременно являются и разведочными.

Основной мерой защиты на карьерах при совместной и повторной разработке является своевременное погашение пустот и прекращение работ на подрабатываемых участках карьера в период посадки кровли или потолочин подземных выработок. Наиболее надежным методом погашения пустот является заполнение их закладочным материалом. Однако этот метод трудоемок, дорогостоящ и создает дополнительные трудности при отработке запасов заложенной камеры при понижении работ, а картере. Поэтому предпочтение отдается взрывному способу погашения пустот глубокими скважинами, которые бурят с уступов. Во всех случаях на момент погашения пустот потолочина под ней должна быть достаточно прочной и надежной для работы в карьере людей и механизмов.

Необходимая мощность карьерной потолочины определяется по формуле особый случай разработка месторождение.

где l — длина поперечного пролета (вкрест простирания), см;

г — объемный вес пород потолочины, кг/см3;

G доп — допустимое напряжение для пород потолочины, кГ/см2;

b — ширина камеры по простиранию, см;

g — удельное давление от веса экскаватора на опорную поверхность, кГсм2.

Толщина потолочин на различных месторождениях изменяется от 10 до 40 м. на карьерах Норильска ежегодно погашается около 3 млн. м3 пустот из карьера. На каждый массовый взрыв составляется отдельный проект. Способы взрывания потолочин зависят от размеров пустот, толщины потолочины, крепости и устойчивости пород.

Пустоты погашают с помощью многорядного короткозамедленного взрывания.