Отработка разрезного блоко гор.+170 Юкспорского месторождения Объединенного Кировского рудника ОАО «Апатит»

 

Значение коэффициента интенсивности напряжений « » определяется из следующего выражения [46]:

 

,    

 

где:		–	удельный вес вышележащих пород, т/м3;
	Н	–	глубина расположения выработки, м.

 

Параметр «р» определяется из следующего выражения [46]:

 

    

 

В зависимости от соотношений и , а также с использованием данных табл. 4.3 [46] находим методом последовательных приближений наименьшее взаимное влияние выработок друг на друга.

В качестве критерия рекомендуется [46] принимать следующую зависимость: . Искомый размер целика будет соответствовать .

В табл. 6.2 приведены значения допустимых расстояний «D» между осями параллельных выработок в зависимости от глубины «Н» расположения выработок для основных горно-геологических и горнотехнических условий разработки Юкспорского месторождения.

 

 

 

Таблица 6.2 – Значения допустимых расстояний «D»

Глубина «Н», м	300	400	350	400 .332	500 .309	600 .286
Допустимые расстояния «D», м	14,6	15,1	16,1	17,1	17,6	18,1

 

4.  Определение минимального допустимого пролета сопряжения между погрузочными заездами

 

Для определения минимального допустимого пролета сопряжения между погрузочными заездами было проведено компьютерное моделирование для расчета безразмерных средних дополнительных нормальных напряжений « », действующих в рудо-породных (несущих) элементах.

Технология компьютерного моделирования [47], базируется на реализации численного метода расчета напряженно-деформированного состояния и удароопасности конструктивных элементов систем разработок с совокупным учетом широкого диапазона горно-геологических и горнотехнических факторов: произвольных в размере и по конфигурации выработанного пространства и конструктивных элементов (краевая часть рудной залежи, целики различного назначения и другие опорные элементы), произвольного месторасположения конструктивных элементов относительно границ выработанного пространства, различных физико-механических свойств вмещающих пород и руд, переменной мощности рудной залежи, параметров разгрузочных мероприятий и тектонических нарушений.

В ходе исследований были реализованы следующие этапы:

– выполнена разработка расчетных вариантов технологических схем;

– выполнена оценка напряженного состояния « » расчетных рудо-породных элементов;

– определены граничные пролеты сопряжений « » между погрузочными заездами, при дальнейшем увеличении которых, величины коэффициентов концентрации напряжений в расчетных элементах, расположенных на наиболее нагруженных выступающих участках, не будут существенно изменяться (стабилизация процесса);

– определены основные геомеханические параметры (значения коэффициентов интенсивности напряжений « », расстояния до максимума опорного давления в краевых частях целиков « »), необходимых для уточнения величин минимальных допустимых пролетов сопряжений между погрузочными заездами с учетом зон предельно-напряженного состояния руды;

– выполнена окончательная оценка минимальных допустимых пролетов сопряжений между погрузочными заездами. 

Исследования показывают [46], что расстояние до точки максимума опорного давления можно рассчитывать по следующей формуле:

 

,     

 

где:	hв	–	высота выработки, м;
		–	среднее значение предела прочности образца породы на одноосное сжатие, МПа;
		–	коэффициент интенсивности напряжений на кромке целика, в граничащем с выработанным пространством расчетном элементе, .

 

Для расчета величины коэффициента интенсивности напряжений Кi применена следующая зависимость [46]:

 

,

 

где:	R	–	расстояние от кромки целика до центра тяжести, граничащего с выработанным пространством, расчетного элемента, м (R = 0,5 м);
		–	значение коэффициента концентрации вертикального напряжения, действующего в граничащем с выработанным пространством расчетном элементе (получается в результате моделирования);
		–	величина исходного вертикального напряжения, действующего на глубине Н, МПа.

 

Окончательное выражение для оценки минимальных допустимых пролетов сопряжений между погрузочными заездами с учетом зоны предельно-напряженного состояния краевой части целиков имеет вид:

 

,

 

где:	а	–	ширина транспортного штрека, м;
		–	значение граничного пролета сопряжения, при котором наступает процесс стабилизации, м.

 

Исходные данные и результаты моделирования

 

Общие исходные данные (усредненные): модуль упругости руды Ер = 62000 МПа; модуль упругости пород Еп = 83000 МПа; удельный вес пород ; коэффициент Пуассона пород .

Физико-механические свойства руд и вмещающих пород приняты в соответствии с рекомендациями, приведенными в [48].

 

Результаты моделирования

 

Результаты моделирования приведены на рис. 6.2 – 6.8, а также в табл. 6.3 – 6.6

 

Рисунок 6.2 – Оценка напряженного состояния «

» расчетных рудо-породных элементов при отсутствии пролета сопряжения (фон)

Рисунок 6.3 – Оценка напряженного состояния «

» расчетных рудо-породных элементов при пролете сопряжения S = 0 м

Рисунок 6.4 – Оценка напряженного состояния «

» расчетных рудо-породных элементов при пролете сопряжения S = 6 м

Рисунок 6.5 – Оценка напряженного состояния «

» расчетных рудо-породных элементов при пролете сопряжения S = 9 м

Рисунок 6.7 – Оценка напряженного состояния «

» расчетных рудо-породных элементов при пролете сопряжения S = 12 м

Рисунок 6.8 – Оценка напряженного состояния «

» расчетных рудо-породных элементов при пролете сопряжения S = 18 м

Таблица 6.3 – Результаты моделирования напряженного состояния рудо-породных элементов без учета зоны предельно-напряженного состояния

S, м	Значения дополнительных напряжений
	Точка А	Точка Б	Точка В	Точка Г
Фон	– 1,75	– 2,24	-	-
0,0	– 1,93	– 2,49	– 1,93	– 2,49
6,0	– 1,82	– 2,45	– 1,84	– 2,31
9,0	– 1,79	– 2,38	– 1,76	– 2,25
12,0	– 1,78	– 2,32	– 1,68	– 2,20
18,0	– 1,76	– 2,28	– 1,62	– 2,19

 

Таблица 6.4 – Результаты определения граничного пролета сопряжения между погрузочными заездами

S, м	(т. Б)	, %		Smin, м
Фон	– 2,24	-	-2,35	10,5
0,0	– 2,49	11,2
6,0	– 2,45	9,4
9,0	– 2,38	3,4
12,0	– 2,32	3,4
18,0	– 2,28	1,8

 

 

Таблица 6.5 – Выбор минимального допустимого пролета сопряжения между погрузочными заездами

H, м	, МПа	Kint, МПа	X1, м	Sоп, м
100,0	3,0	17,8	0,34	11,2
200,0	6,0	35,6	0,54	11,6
400,0	12,0	71,2	0,86	12,3
600,0	18,0	106,7	1,13	12,8
800,0	24,0	142,3	1,36	13,3

 

 Таблица 6.6 – Выбор минимальных допустимых пролетов сопряжений между погрузочными заездами при различных глубинах подготовки

H, м	Sоп, м
100,0	11,2
200,0	11,6
400,0	12,3
600,0	12,8
800,0	13,3

 

 

 

Таблица 6.7 – Итоговая таблица расстояний

	Расстояние, м
	Гор.+188	Гор.+211	Гор.+234
Допустимый пролет сопряжений между погрузочными заездами			-
Допустимое расстояние между осями параллельных выработок
Допустимое расстояние  горно-капитальных и магистральных подготовительных выработок от очистных пространств

 

 

 

 

 

7.  Потери и разубоживание

1.  Расчёт норматива эксплуатационных потерь и разубоживания в условиях Юкспорского месторождения выше высотной отметки +170 м, при применении системы разработки с подэтажным обрушением и торцевым выпуском.

Для расчёта норматива эксплуатационных потерь и разубоживания и других технико-экономических показателей в фактических горно-геологических условиях выше высотной отметки + 170 м Кировского рудника принимаем следующие параметры системы разработки с подэтажным обрушением и торцевым выпуском и другие условия:

- высота подэтажа  – 20-25 м;

- расстояния  между БДО –18 м;

- угол откоса  боков ромбовидных камер - 70º;

- ширина (длина) блока по простиранию – 216 м;

- длина (ширина) блока равна горизонтальной мощности  рудного тела 400 м;

-высота блока  вертикальная - 72 м;

- коэффициент  разрыхления руды – 1,2 уд. ед.;

- толщина (мощность) отбиваемого слоя за 1 взрыв в  камере – 5м;

- количество  контактов отбиваемой секции  с соседними – 3;

 -объёмный вес руды – 2,88 т/м³, породы – 2,8 т/м³;

- угол падения  рудного тела (средний) – 35º

- нормальная  средняя мощность рудного тела – 136 м;

В расчетах учитывались следующие виды потерь:

- конструктивные  потери;

- потери отбитой  руды 

В расчетах разубоживания учитывалось:

- разубоживание  от прирезки пород в лежачем  боку;

- примешивание пустых пород при выпуске руды из блока;

 

 

Таблица 7.1 - Расчёт потерь и разубоживания при применении подэтажного обрушения с торцевым выпуском в горно-геологических условиях Кукисвумчоррского и Юкспорского месторождений выше отметки +90 м, при  расстоянии между осями БДО - 18 м

Ориентация камер	Балансовые запасы блока т	Конструктивные потери   т / %	Потери отбитой руды   т / %	Потери руды общие   т / %	Конструктивное разубоживание т	Разубоживание при выпуске руды т	Общее разубоживание т / %
Вкрест простирания	7866700	158121/2,0	1079201/14,0	1237322/15,7	114395	1187300	1301695/16,4
По простиранию	7866700	212751/2,7	972051/12,7	1184802/15,1	97978	1193258	1291236/16,2
Средние показатели	7866700	185436/2,4	1025626/13,4	1211062/15,4	106187	1190279	1296466/16,3