Опыт подземной разработки хромитовых руд месторождения «Восход»

Месторождение «Восход» находится на северо-востоке г. Хромтау в Актюбинской области.

Месторождение имеет простое геологическое строение и сложено ультраосновными породами, которые повсеместно перекрыты рыхлыми четвертичными отложениями мощностью от 0,5÷0,7 м, представленными суглинками и песчанистыми глинами с обломками нижележащих пород.

Запасы хромовых руд месторождения «Восход» составляют около 20 млн. тонн. [3]

Вскрытие  месторождения  осуществлено  двумя вертикальными стволами и автотранспортным уклоном, который пройден под углом 8о.

Отработка месторождения производится с использованием на очистных и подготовительно-нарезных работах самоходного оборудования. Высота этажа принята 80м.

Схема проветривания – фланговая, способ проветривания – нагнетательный.

Горнотехнические условия разработки месторождения весьма сложные, что обусловлено интенсивной трещиноватостью и раздробленностью и неустойчивостью руд и вмещающих пород. В связи с этим для разработки, учитывая опыт отечественных и зарубежных предприятий в аналогичных условиях, принята система с подэтажным обрушением при торцевом выпуске и использованием на доставке самоходного оборудования[1]. Предполагалось, что такой способ разработки способен обеспечить высокую концентрацию и производительность горных работ, а так же позволит снизить затраты на подготовительно-нарезные и очистные работы.

Параметры системы разработки:

• •    высота между основными горизонтами – 80м;

• •    высота подэтажей – 20м;

• •    расстояние между осями рудных ортов – 14м.

При отработке первого подэтажа выпуск проходил с большими потерями руды. Процент извлечения составил 23,5 % от балансовых запасов подэтажа. [3]

В дальнейшем выемка руды с подэтажа сопровождалась экспериментальными взрывами с определением параметров БВР, поскольку при их проведении происходило частичное или полное разрушение последующего веера. Выпуск руды с подэтажа составил 49,4% . [3]

По мере продвижения очистных работ на подэтаже, влияние горного давления на крепь выработок пройденных в зоне влияния очистных работ значительно возросло. Признаки увеличения горного давления проявились и в дальнейшем на нижележащем подэтаже +180м. Появление первых трещин в торкретбетоне было зафиксировано на сопряжениях рудных ортов с транспортными штреками.

Перед началом очистных работ, на подэтаже +180 метров, в местах появления трещин, произведено усиление крепления. Дополнительно устанавливалась металлическая сетка, штрипсы, на сопряжениях возводились бетонные арки.

В ходе очистной выемки в зонах максимума опорного давления, на сопряжениях ортов с транспортным штреком, в боках выработок появились трещины в торкретбетоне, которые впоследствии прогрессивно разрастались в ширину. Значительное ухудшение состояния горных выработок привело к остановке фронта очистной выемки и началу работ по усилению крепления рудных ортов и транспортного штрека.

Восстановительные работы продолжались в течение трех последующих месяцев. Работы по усилению крепления положительных результатов не принесли, так как межортовые целики рудных ортов были полностью разрушены. Обеспечение безопасности производства очистной выемки в этих условиях было признано невозможным. На подэтаже было отработано только 23,1% от балансовых запасов.

По мере развития очистных работ на подэтаже +160 метров в связи с отставанием работ по креплению значительно снизились. В частности, бурение скважин под тросовые анкера, во многом опережало их установку.

В результате произошло резкое ухудшение состояния крепления рудных ортов и транспортного штрека подэтажа, что привело к остановке очистной выемки руды.

В дальнейшем были определены приоритетные направления и продолжены работы по восстановлению крепления. На участках с раздробленным и соответственно наиболее неустойчивым состоянием межортовых целиков, были установлены металлические арки. В ходе ремонтных работ отмечено сильное ухудшение состояние крепления западного фланга и дальнейшая нецелесообразность его восстановления. В связи с этим потери руды в подэтаже составили более 80% от балансовых запасов.

В сложившейся ситуации при отсутствии очистного фронта, возникла необходимость скорейшего ввода в эксплуатацию выработок подэтажа +140метров. Принято решение о применении блочной отработки подэтажа с разделением его поля при подготовке тремя рудными штреками и короткими ортами. Для повышения устойчивости целиков, увеличено расстояние между осями рудных ортов.

При отработке подэтажа +140 метров на первом этапе расстояние между осями рудных ортов составило 16 метров, что позволило обеспечить относительно устойчивое состояние крепления горных выработок. Для повышения эффективности отработки запасов осуществлялся донный выпуск, что позволило добыть руду, оставленную на вышележащих подэтажах негативном влиянии на крепь. Извлечение руды составило 81 % от балансовых запасов. В целях повышения устойчивости целиков увеличили расстояние между осями ортов до 20 метров. При этом было погашено 44% от балансовых запасов.

Результаты опытно-промышленных испытаний системы с подэтажным обрушением при торцевом выпуске рудной массы в части показателей извлечения из недр в процессе очистной выемки представлены в табл. 1.

Таблица 1

Потери при очистной выемке руды

Горизонт, м	+220	+200	+180	+160	+140
Потери, %	23,5	49,4	23,1	10,2	81,0

На основе анализа полученных результатов было признано необходимым проведение исследовательских и опытно-экспериментальных работ с целью определения рациональных параметров системы разработки, которые должны были решить следующие задачи:

• •    обосновать высоту и ширину забоя с учетом сыпучих свойств

отбитой руды [2];

• •    обосновать толщину слоя и количество отбиваемой за один

прием руды [2];

• •    выполнить расчет устойчивости целиков;

• •    обосновать дозу выпуска руды [2];

• •    обосновать количество одновременно отрабатываемых секций;

• •    установить направление развития горных работ;

• •    обосновать параметры обрушения законтурных пород висячего

бока и параметры породной подушки;

• •    разработать рекомендации по параметрам и технологии

торцевого выпуска рудной массы в условиях месторождения «Восход».