Способы выемки полезного ископаемого при разработке калийных и пластовых месторождений

Для выемки полезных ископаемых применяются следующие способы выемки:

- механический

- буровзрывной;

- геотехнологический;

- гидравлический.

 

Механический способ представляет собой отбойку полезных ископаемых с помощью исполнительных органов комбайнов, стругов, врубовых машин, бурошнековых установок.

Буровзрывной способ состоит из: бурения шпуров, заряжения их взрывчатым веществом и взрывания зарядов.

Геотехнологический способ основан на выщелачивании или растворении полезных ископаемых.

Гидравлический способ применяется только для угля и представляет собой разрушение угля струей воды высокого давления, обладающей большой кинетической энергией.

В России и Канаде практически 100 % калийных солей добывается механическим способом как при столбовой или сплошной (лавы), так и при камерной (очистные ходки) системах разработки. На Старобинском месторождении лавами добывается более 80 % объемов руды, а камеры используются только при ведении горных работ в непосредственной близости от тектонических нарушений, в краевых зонах и при выемке широких целиков.

В Германии и США более широко используется камерная система разработки с выемкой калийных солей как механическим, так и буровзрывным способами.

Выбор способа выемки зависит от горно-геологических условий (мощности пласта, угла падения, наличия геологических нарушений, складчатости и так далее), свойств полезного ископаемого и вмещающих пород. Не последнюю роль играют и затраты на выемку полезного ископаемого.

103

При выемке угля также преимущественно применяется механический способ выемки комбайнами. Его применяют как в лавах, так и в коротких

 

очистных забоях (камерах).

Различают широкозахватную и узкозахватную выемку. При широкозахватной выемке разрушение пласта в лаве осуществляется полосами шириной > 1 м, а при узкозахватной − ≤ 1 м. Узкозахватные комбайны при выемке калийных солей и угля перемещаются вдоль забоя по раме скребкового конвейера с помощью цепной или бесцепной системы подачи (БСП). В настоящее время применяется только узкозахватная выемка с БСП комбайна.

Разновидностью узкозахватной выемки является струговая выемка, при которой струг, двигаясь вдоль забоя, срезает стружку толщиной до 30 см.

 

В геотехнологическом способе выемки различают естественное и искусственное выщелачивание.

Процесс естественного выщелачивания представляет собой выщелачивание различных элементов из горных пород потоками подземных вод. Искусственное выщелачивание осуществляется в специальных промышленных установках. Способом выщелачивания добывается всего        2-3 % рудных полезных ископаемых.

Метод растворения применяется в промышленных масштабах при разработке месторождений каменной соли, каолина и других подобных им полезных ископаемых. Растворителем для них служит вода, но физико-химическая сущность процесса «растворения» для них неодинакова. Если каменная соль переходит в водный раствор, то каолин же не растворяется водой, а образует в ней взвешенную пульпу. Завершающим процессом добычи этих ископаемых является обратный процесс – выпаривание (соль) или осаждение (каолин).

 

Понятие об отбойке руды при очистных работах. Требования к процессам отбойки руды

 

Отбойка руды при очистных работах  – это отделение части руды от массива посредством приложения внешней силы.

Применяемые при очистных работах способы отбойки руды освещены в предыдущем разделе.

Так как почти все руды отличаются большой крепостью, то для их отбойки,  в основном,  используют  буровзрывной    способ,  который  можно

разбить на три операции: бурение шпуров (скважин); их заряжение, взрывание зарядов.

 

104

Основные требования к процессам отбойки руды:

1 Отрыв от массива и раздробление на куски определенной крупности, удобные для погрузки и транспортирования принятыми средствами механизации. Наилучший результат достигается в тех случаях, когда правильно подобраны параметры буровзрывных работ (число врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров, их глубина, расположение и величина заряда в отдельных шпурах). Поэтому в каждом отдельном случае обязательным является составление паспорта буровзрывных работ (БВР).

2 Отброс отбитой руды в места, удобные для погрузки.

3 Оконтуривание (придание заданной формы) сечения при проходке горных выработок.

В некоторых случаях данные требования могут быть дополнены другими требованиями, отражающими специфику горно-геологических и горнотехнических условий.

 

Преимущества и недостатки комбайнового способа очистной выемки калийной руды по сравнению с буровзрывным способом

 

Для очистной выемки калийных солей применяются два способа:

- буровзрывной;

- механический.

 

На Старобинском месторождении буровзрывной способ применялся на самой ранней стадии его разработки, а затем с учетом небольшой крепости руды был осуществлен переход на механический способ очистной выемки вначале комбайнами ШБМ-2 со скреперной доставкой руды до панельного штрека, а затем более высокопроизводительными комбайнами типа ПК-8 и Урал-10КС при камерной системе разработки. Начиная с середины восьмидесятых годов выемка всех калийных пластов на Солигорских рудниках ведется лавами, в которых используются механизированные комплексы с валовой и селективной выемкой руды.

Преимущества механического (комбайнового) способа очистной выемки калийной руды по сравнению с буровзрывным способом заключаются в обеспечении более безопасных условий труда, высокой производительности и отсутствии ручного труда, а недостатки – невозможность применения для разрушения крепких пород и более высокая себестоимость добычи из-за больших денежных затрат на оборудование механизированных комплексов.

105