Проверочный расчет достаточности мощности водозащитной толщи

Проверочный расчет достаточности мощности водозащитной толщи для применения столбовой системы разработки на большей площади Первого калийного горизонта приведен в разделе 3 «Специальная часть». Расчет показывает, что применение столбовой системы разработки для отработки Первого калийного горизонта возможно.

Выбор рационального варианта отработки столбовой системой разработки

На выбор подходящего варианта отработки участка шахтного поля оказывают влияние определенные факторы. Наиболее значимыми из них являются конкретные горно-геологические условия, качество извлекаемой руды и технические характеристики применяемого оборудования. Отдать предпочтение валовой или селективной выемке при столбовой системе разработке можно сравнив все плюсы и минусы данных вариантов.

Сравнительная характеристика столбовой системы разработки (ССР) при селективной и валовой выемке полезного компонента.

ССР с валовой выемкой.

Преимущества:

- технологически проста;

- высокая производительность;

- благоприятные условия работы для персонала, обслуживающего очистной комплекс;

- низкая себестоимость добычи.

Недостатки:

- низкое содержание KCl в добываемой руде;

- высокий расход электроэнергии на отбойку руды и транспортирование горной массы по подземным выработкам;

- большой объем хвостов на солеотвалы;

- большое проседание земной поверхности.

ССР с селективной выемкой.

Преимущества:

- добыча руды с повышенным содержанием KCl;

- уменьшения давления на крепи сопряжения;

- меньшие затраты на транспортирование горной массы и переработку;

- меньшие объемы хвостов на солеотвалы;

- меньшее сдвижение земной поверхности;

Недостатки:

- сложность выполняемых операций;

- высокий уровень травматизма;

- высокая стоимость оборудования;

- высокая себестоимость добычи.

Руду, добытую в шахте, в дальнейшем направляют перерабатывать на сильвинитовую обогатительную фабрику (СОФ), которая настроена на определенные параметры исходного сырья. Поэтому обеспечение нужного качества руды, выдаваемой на-гора, – одна из главных задач рудника.

Произведем расчет качества для селективного и валового вариантов отработки слоев с учетом максимально допустимой вынимаемой мощности для различных вариантов.

Привязка к геологической колонке, планируемая вынимаемая мощность и ссылки на рисунки, данные по ходу расчета, представлены на листе№8 графической части дипломного проекта.

Мощность и содержание KCl_лава и Н.О._лава вынимаемых слоев представлены в таблице 1.7

Таблица 1.7 – Геологическая характеристика западной части Первого калийного горизонта

Для начала рассмотрим варианты применения селективной выемки с учетом максимальной вынимаемой мощности, изменяемой в интервале 2 – 1,5м. А затем вычислим качество извлекаемой руды при валовой добыче.

Средневзвешенное содержание по лаве , %,

Селективная выемка (извлекаются слои III, IV, V).

Максимальная вынимаемая мощность

,

,

,

.

Максимальная вынимаемая мощность

,

,

,

.

При максимальной вынимаемой мощности и привязке к кровле V-го cлоя мы забираем только 4см III-го слоя, что экономически нецелесообразно. Если же привязка осуществляется по почве III-го слоя, то V-ый слой вообще не извлекается. Такая же картина наблюдается при мощностях . Поэтому для этого диапазона мощностей рассмотрим два варианта выемки трех слоев: III, III-IV, V и IV, IV-V, V Максимальная вынимаемая мощность

,

,

,

.

Валовая выемка.

Максимальная вынимаемая мощность

,

,

,

.

Максимальная вынимаемая мощность

,

,

,

.

При максимальной вынимаемой мощности и привязке к кровле V-го cлоя мы забираем только 4см III-го слоя, а слой каменной соли и глины III-IV значительно увеличивает коэффициент разубоживания. Если же привязка осуществляется по почве III-го слоя, то V-ый слой вообще не извлекается и нет смысла вынимать прослой каменной соли и глины IV-V. Самым перспективным вариантом в данном случае является извлечение слоев: III, III-IV, IV и IV, IV-V, V

Максимальная вынимаемая мощность

,

,

,

.

Анализируя данные расчетов, приходим к выводу о применении селективной выемки (комбайн Электра-700Сел) для столбов №№ 5, 6, 7, 10 поскольку позволяет максимальная вынимаемая мощность, изменяемая в пределах . Для столбов №8 и №9 наиболее рациональной будет применение валовой выемки слоев IV, IV-V, V так как именно этот вариант среди рассматриваемых наиболее близок к требованиям содержания и .

Применение селективного комплекса типа Электра-700Сел для этих столбов невозможно по техническим условиям, так как минимальная величина диаметра малого исполнительного органа d_с.р.=0,65м не соответствует мощности галитового слоя III-IV 0,54м (рисунок 3а) и IV-V 0,35м (рисунок 3б). Хотя в начале столбов №8 и №9 мощность позволяет осуществлять выемку указанным комплексом, но неразумно его применение в связи с малой длиной (220м), на протяжении которой сохраняется данная мощность, что составляет около 20% от всей длины столба. Параметры существующего оборудования не позволяют в широком диапазоне изменять вынимаемую мощность и производить валовую и селективную выемку тех или иных пластов.

Возможным вариантом при максимальной вынимаемой мощности может быть использование очистного комплекса с комбайном СЛ-500С. Однако, его применение не целесообразно по техническим причинам. Данный комбайн предназначен для селективной выемки руды при минимальной мощности верхнего сильвинитового слоя 850мм, равного диаметру переднего режущего. В наших условиях значения этих слоев соответственно 0,62м и 0,25м

Конечно, качество руды при валовом способе добычи в сравнении с селективным значительно хуже ( =8,5% против =2,3%), но в общей массе добываемой руды со всего горизонта, учитывая работу селективных комплексов с высоким =40-45% и низким содержанием =2-3%, качество сырья, отправляемого на переработку, будет соответствовать требованиям СОФ.

Выемка слоев III, III-IV, IV не приемлема по двум соображениям: низкого качества ( =12,7%) и не соответствия технических параметров используемого оборудования. Эксплуатируемые на Старобинском месторождении одношнековые комбайны выпускаются с максимальным диаметром режущего =1,4м (СЛ-300НЕ =1,4м, Электра-340 =1,25м, ЕВ-200/230ЛН =1,4м). В этом случае мы будем иметь предвиденные потери на 6см сильвинитового слоя. Данный факт при длине лав =205м и длине столбов №8 и №9 =1060м говорит о потерях 27510т на каждом столбе, что непозволительно в связи с истощением базы рудника.

Окончательно принимаем для столбов №8 и №9 валовый вариант добычи слоев IV, IV-V, V (рисунок 3б) с использованием очистного одношнекового комбайна ЕВ-200/230ЛН, который изготавливается с рукоятями двух типоразмеров: под режущий орган диаметром от 1м до 1,25м, который подходит под нашу вынимаемую мощность, и от 1,3м до 1,4м.