ВВЕДЕНИЕ
В развитии народного хозяйства одно из главных мест отведено горнорудной промышленности, сырьевой базе современной индустрии. Без соответствующего уровня развития горнорудной промышленности невозможен быстрый рост тяжелой индустрии.
Украинские предприятия по добыче и переработке минерального сырья для металлургического производства объединены ГАК «Укррудпромом» Министерства промышленной политики и составляют свыше 95% потенциала горнопромышленного комплекса (ГПК) Украины. Большинство горнодобывающих предприятий обеспечено запасами минерального сырья на несколько десятков лет.
Трудности перехода к рыночной экономике и разрыв связей с предприятиями других стран СНГ обусловили резкое падение производства основных видов продукции предприятий ГАК «Укррудпром».
Предприятия ГАКа работают в сложных условиях дефицита топливо -экономических ресурсов, кризиса денежного и товарного обращения, отсутствия средств на оплату самого необходимого для обеспечения нормальной работы.
Горнодобывающие и обогатительные предприятия применяют в основном устаревшее технологическое оборудование, степень износа которого достигает 60-80%.
Резко увеличились затраты на перевозку экспортируемого сырья железнодорожным транспортом, их доля в стоимости 1 тонны железной руды достигает 15-30%. Из-за несвоевременной индексации фондов и применения понижающих коэффициентов утрачена роль как источника финансирования амортизационных отчислений на рекультивацию. Все это послужило основанием для принятия министерством решения о реструктуризации ГПК, предусмотрев в том числе такие радикальные меры, как закрытие нерентабельных предприятий.
В условиях рыночных отношений важно обеспечить повышение качества товарной продукции. Особенно актуально это для железорудных предприятий, значительную часть продукции которых и в дальнейшем предусматривается направлять на экспорт.
Повышение эффективности горнодобывающих предприятий возможно за счет комплексного использования недр. Большинство разрабатываемых месторождений в Украине, с учетом попутно добываемых пород, являются комплексными. Предстоит резко увеличить объемы использования попутно добываемых пород, что не только улучшит показатели работ предприятий, но и оздоровит экономическую обстановку.
Выйти из кризиса, в котором оказались горнодобывающие предприятия, невозможно без проведения научных исследований.
Из приведенного выше анализа современного состояния горнодобывающих предприятий видно, что в силу специфики горного производства, а также глубокого социально-экономического кризиса без поддержки государства эти предприятия не смогут стабилизировать свою работу.
Основными задачами горнорудной промышленности на данном этапе ее развития являются:
Совершенствование применяемых и создание эффективных систем разработки.
Механизация и автоматизация основных и вспомогательных процессов. Улучшение техники безопасности на производстве. Снижение потерь и повышение качества руды. Внедрение новых методов разрушения горных пород.
Главнейшая задача, стоящая перед рудниками это подъем производительности труда горнорабочих, бурильщиков, машинистов буровых установок и т.д., рост добычи руды, улучшение экономических показателей работы всего горного предприятия.
1 Общая часть
1.1. Краткая характеристика района и месторождения.
Месторождение богатых железных руд, рудник имени В.И.Ленина, расположено в северной части Криворожского железорудного бассейна и в административном отношении входит в состав Терновского района города Кривого Рога Днепропетровской области. Ближайшая железнодорожная станция Роковатая находится в 3 км от месторождения.
Горный отвод рудника им. Ленина площадью около 7 км (4 х. 1,5) на юге граничит с горным отводом шахты «Гвардейская», а на севере с Северным горно-обогатительным комбинатом, отрабатывающим Первомайское месторождение железистых кварцитов.
Поверхность района представляет собой равнину, осложненную балками, карьерами, отвалами, воронками и зонами обрушения.
Шахта имени В.И.Ленина входит в состав Криворожского железорудного комбината, в котором находятся еще три шахты: «Гвардейская», «Октябрь», «Родина».
Шахта имени В.И.Ленина разрабатывает в основном залежи пятого и шестого железистого горизонтов восточного крыла Саксаганской синклинали. В пятом железистом локализуются залежи «Восточная», «Комсомольская», «Оси 92», «Северная оси 130», «Оси 150» и «8-П». Большинство из них имеют незначительные размеры, незначительную глубину залегания (100-670м), исключение составляют залежи «Оси 150» и «8-П», которые находятся на северном фланге шахтного поля и разведаны: первая до глубины 1200м, а вторая – до 1400м от поверхности.
Больше как 80% всей рудной площади месторождения занимают залежи «ОК-2», «Пужмерки-1», «ОК-1», «69-1».
Столбообразные залежи имеют сложную конфигурацию и разъединяются, или наоборот соединяются в одну мощную залежь. Длина рудных тел по простиранию колеблется от 125м до 470м, мощность – от 15м до 90м. Запасы залежей этого типа составляют 85% всех запасов богатых руд. К ним относятся залежи «ОК-1», «ОК-2», «69-1», «Параллельная ОК-1», «Пужмерки -1», «Восточная», «3П», «8П».
Пластообразные залежи небольшие по мощности (от5м до 25м) и значительные по длине (100-450м), распространяются на значительные глубины, и, выклиниваясь, разделяются на отдельные рудные тела. К этому типу относятся залежи: «Саксаганка», «69-2», «69-3», «69-4», «Оси 150».
Гнездообразные и штокообразные залежи месторождения наиболее многочисленны, имеют небольшое распространение на глубину. Угол падения – 50˚-70˚, азимут простирания рудовмещающей толщи 52˚.
Рудные тела с содержанием Fe>50˚ имеют четкие контакты с вмещающими породами.
Наиболее богатые руды расположены в лежачем боку центральных залежей. Более бедные расположены в сторону висячего бока. По своим физическим свойствам руды делятся на: мягкие (f=3-6), средние (f=7-9) и крепкие (f>9).
На глубинах до 900м наиболее распространены руды с f=5-6, на глубинах 1200м – с f=7-9 и более.
Вмещающими породами рудных залежей являются пятый, шестой и седьмой железистый, а также шестой и седьмой сланцевые горизонты, которые составлены мартитовыми кварцитами и джеспилитами, гетито- магнетитовыми и силикатно-магнетитовыми кварцитами. Мощность вмещающих пород колеблется в пределах f=7-20. Наиболее слабая (f=7-9) толща красковых (гетит-мартитовых) кварцитов незначительна по мощности (до 30%) и составляет 5-10% общего объема. Основная масса мартитовых с f=13-18, а магнетитовых и силикатно-магнетитовых с f=18-21. Породы монолитные, а в районах тектонических зон – трещиноватые.
Всего в общей массе внутри рудных пород целики становят 21%. В южной части месторождения в осях 30-50 прослеживается межрудный целик шириной 60м, который опускается на глубину 1125м. В осях 60-90 (центральная часть) опорные целики шириной до 85м, через небольшие интервалы по вертикали (50-100м) прослеживаются также до глубины 1125м. В северной части шахтного поля размещен опорный целик в осях 100-110, шириной 40м в интервале глубин 50-450м.
В этаже 1125/900м в осях 110-120 – до 80м и длиной по падению 110м (первый) и 240м (второй).
Мартитовые кварциты залегают в северной и южной частях месторождения. К ним приурочены небольшие залежи богатых железных руд мощностью 1-3м. Эти залежи имеют незначительные размеры по простиранию и падению, в связи, с чем не имеют промышленного значения.
На породах седьмого железистого горизонта залегают породы гданцевской свиты, в которой выделяются две подсвиты, верхняя и нижняя.
Нижняя подсвита, составлена безрудными кварцитами, массивными, очень крепкими. На месторождении они образуют небольшие линзы, которые выклиниваются по простиранию и падению. Верхняя свита, представлена кварц-слюдяными микросланцами. И только в южной части расположен маломощный пласт мрамора. Мощность микросланцев колеблется в пределах f=13-15 и немного ниже, чем у безрудных кварцитов f=15-20. Порода плотная, сланцеватой текстуры. Мощность пород нижней свиты 15-65м, а верхней 10-250м.
Завершают разрез пород криворожской серии породы глееватской свиты. В составе пород глееватской свиты присутствуют метаконгломераты, метапесчанники и кварцево-биотитовые сланцы. Мощность свиты 4500-500м.
Кайнозойские породы залегают на размытой и выветрелой поверхности пород криворожской серии. Зоны составлены осадочными породами палеогенового, неогенового и четвертичного века.
Полтавский ярус составлен тонко-среднезернистыми гравелитовыми песками. Иногда между песком встречаются линзообразные прослойки вторичного каолину.
Криворожский железорудный комбинат, в который входят подземные рудники, имеет годовую производительность от 10 до 15 млн.т. В данное время разведанные запасы сырья обеспечат работу предприятий от 30 до 60-70 лет.
Гидрогеология.
Подземные воды на территории месторождения вмещаются в четвертичных, неогеновых, палеогеновых отложениях и в кристаллических породах докембрия. Водоносность четвертичных отложений проявляется в лесоподобных суглинках и аллювиально-делювиальных отложениях балки «Северная Красная».
Водоупором служат красно-бурые тяжелые суглинки и глины. Грунтовые воды в суглинках залегают на глубине 0.5 – 15м. Амплитуда колебаний уровня грунтовых вод равна 0.5 – 1.5м. Водоносность суглинков проявляется в период выпадения больших атмосферных осадков. Дебиты колодцев и скважин, которые раскрывают данный водоносный горизонт, достигают 0.07-1.0м?/час. Водоносный горизонт аллювиально-делювиальных четвертичных суглинков расположенных в балке «Северная – Красная». Мощность – 1.0 – 3.0м. Вода аллювия залегает на глубине 0.5 – 3.0м от поверхности. Амплитуда колебаний уровня – 1.5-2.0м. Дебиты отдельных скважин и колодезей 1.0-3.0м?/час, при понижении уровня воды на 4-6м от статического.
Пополнение водоносного горизонта за счет атмосферных осадков. По химическому содержанию вода аллювия сульфатно-карбонатная, магниево-кальциевая минерализация – 1.0 – 2.0г/л.
Основным источником пополнения шахты водой является подземная вода кристаллических пород докембрия. Подземная вода относится к трещиннослоистым.
По гидравлической характеристике воды напорные.
Большую роль в образовании режима уровня воды отыгрывают природные факторы – атмосферные осадки и водофильтрационное качество пород.
Водоносный горизонт трещиннослоистой воды характеризуется сложной циркуляцией, обусловленной водопроницаемостью породы, как отдельных структурных горизонтов, так и в самом горизонте, а также разными напорами подземных вод.
Гидрогеологические наблюдения показали, что породы скелеватской свиты, водоносны: в верхней выветренной зоне кристаллического массива. С глубиной их водоносность значительно уменьшается.
На глубинах 177м (ш. им. Ленина) и 377м (ш. «Фланговая»), на контакте пород скелеватской и новокриворожской серии, в стволах задокументированы водоносные зоны.
В целом, количество откачанной воды из шахт обусловлено отработкой запасов подземных вод (55%), из которых 20% используется на технические нужды, динамическими притоками из пород висячего и лежачего боков (35%), инфильтрацией атмосферных осадков в горные выработки через зоны сдвижения шахт и карьеров (10%).
Относительная стабильность водопритока за период 1972-2006гг. свидетельствуют о том, что из пород висячего бока если и были, то не значительные.
1.2 Годовая производительность шахты.
Годовая производительность зависит от большого числа факторов, которые можно объединить в три группы:
Геологические факторы, известные по данным геологоразведки и эксплуатации месторождения.
Горно-геологические факторы, что характеризуют избранную по технико-экономическим показателям систему разработки, ее параметры и способ вскрытия месторождения.
Организационно-технические факторы в условиях данного месторождения и избранной системы разработки.
К основным параметрам шахты относят промышленные запасы руды в шахтном поле месторождения, горизонтальная эксплуатационная площадь рудных тел в пределах шахтного поля или месторождения, глубина залегания месторождения, высота этажа, годовая промышленная производительность шахты и расчетный срок существования шахты.
Глубина залегания, горизонтальная площадь рудных тел и высота этажа одновременно являются и основными параметрами вскрытия. От размера годовой производственной мощности зависят поперечные сечения выработок, что вскрывают месторождение.
По размерам поперечного сечения стволов шахт, околоствольных дворов и околоствольных выработок, капитальных квершлагов, штреков, что проходятся, устанавливаются сроки вскрытия, подготовки и отработки этажа.
Годовая производительность шахты по горным возможностям рассчитывается по формуле:
где: s - 27910 м? площадь рудного тела;
ν - 16.5м среднегодовое понижение очистной выемки;
γ - 3.85 т/м? объемный вес руды;
κ - 0.907 коэффициент извлечения горной массы;
r - 0.031 коэффициент разубоживания руды;
Полученную расчетным путем годовую производительность необходимо проверить на выполнение условий равенства времени отработки этажа, что находится в эксплуатации и времени вскрытия и подготовки нового этажа, потому, что для нормальной работы шахты необходимо выполнить резерв вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов руды.
Вскрытие месторождения шахты им. Ленина выполняется сдвоенными этажами. Так как имеется отставание горно-капитальных работ, для исключения разрыва между очистными работами и строительством новых горизонтов годовая производительность шахты принимается 1.5 млн.т.
Годовой объем пустых пород от подготовительных, нарезных и горно-капитальных работ составит около 300 тыс.т/год.
Принятая годовая производительность по горной массе соответствует подъемным возможностям шахты имени Ленина с гор. 1200м, что, при существующем подъеме, равно 2.337 млн. т горной массы в год:
1500 + 300 < 2337 (тыс. т)
1.3 Вскрытие месторождения
Ствол шахты имени В.И.Ленина пройден в лежачем боку месторождения, и оборудован скиповым, клетьевым и инспекторским подъемом, который в данное время не работает.
Для подготовки горизонта и выполнения вспомогательных операций с горизонта 900м пройдена шахта «Слепая – Вспомогательная» до горизонта 1350м.
Также в висячем боку, осях 95 – 102, был пройден лифтовой подъем с горизонта 900м до горизонта 1200м, который в данный момент тоже не работает. Для проведения подземных горных работ от шахты «Ленина» по флангам месторождения пройдены вентиляционные шахты «Фланговая» и «Северная – Вентиляционная».
Рудные залежи шахтного поля шахты им. Ленина вскрыты одним рудоподъемным стволом, который пройден в настоящее время до горизонта 1425м и двумя вентиляционными стволами на юге ствол шахты «Фланговая» на севере шахта «Северная – Вентиляционная». Ствол шахты «Фланговая» пройден до горизонта 1350м, а «Северная – Вентиляционная» - до гор.1200м.
Данным проектом вскрытие предусматривается и осуществляется тремя спаренными горизонтами 1125м, 1200м и 1275м. 1200м на данное время является основным горизонтом, а два других промежуточными, так как на этих горизонтах в частности 1125м добыча прекращена или ведется частично, а на 1275м наращивание объемов добычи только начинается.
Вскрытие промежуточного горизонта 1125м осуществлялось однопутевым квершлагом и откаточным полевым штреком, проходящим от ствола шахты «Слепая – Вспомогательная». Вскрытие горизонта 1200м осуществляется двух путевым квершлагом и однопутевым откаточным полевым штреком, проходящим от ствола шахты «Слепая – Вспомогательная».
Горизонт 1275м однотипный с горизонтом 1200м. Выполнение вспомогательных работ и обеспечение углубки ствола шахты имени Ленина осуществляется с помощью ствола «Слепая – Вспомогательная». Скиповой руддвор шахты им. Ленина пройден на горизонт 1200м и оборудован двумя опрокидами на вагонетку типа ВГ-9.0 грузоподъемностью 22.5 тонн, ВГ-4 грузоподъемностью 13.5 тонн.
Разгрузочный руддвор на гор.1275м проходится на южном фланге месторождения, в районе основного ствола и оборудуется двумя опрокидывателями, рассчитанными на опрокидывание вагонетки типа ВГ-9.0.
Для сбора отработанного рудного воздуха на горизонте 1115м (на 10м выше горизонта 1125м) пройден сборочный вентиляционный штрек – коллектор.
Околоствольный двор состоит из двухсторонней клетьевой ветви с обгонной выработкой и скиповой ветви. Клетьевая ветвь оборудуется посадочными кулаками и задерживающими стопорами. Скиповая ветвь околоствольного двора оборудована круговым опрокидывателем на одну десятитонную – тринадцать с половиной глухую вагонетку с пропуском электровоза.
Для обеспечения заданной производительности горизонта в околоствольном дворе принята кольцевая схема откатки. Кроме того, на горизонте предусматриваются следующие типовые камеры: остекленная ниша сигнальной аппаратуры, камера ожидания.
1.4 Подготовка этажа
Рудные залежи шахты имени Ленина вскрываются путем продления существующего главного и вспомогательного стволов шахт и проходки от них к залежам квершлагов и полевых штреков. Вскрытие горизонтов осуществляется сдвоенными этажами с общей высотой 150м, из которых промежуточным является горизонт 1275м, а основным – горизонт 1350м. Вскрытие горизонта 1275м осуществляется двухпутевым квершлагом и откаточными полевыми штреками, пройденными от ствола «Слепая – Вспомогательная». От ствола шахты имени Ленина на промежуточном горизонте пройден двухпутевой квершлаг, что служит для вентиляции подземных выработок и для откатки горной массы. Перепуск руды с гор. 1275м предусматривается в районе ствола шахты имени Ленина по специальным гезенкам. Подготовку залежей гор. 1275м осуществляем ортами, расстояние между которыми равно 60м, а для блоков с вибродоставкой – 30м.
Для выброса отработанной струи воздуха на 10м выше горизонта 1275м, проходится вентиляционный штрек.
Ствол шахты имени Ленина пройден в лежачем боку месторождения до гор. 1425м круглой формы, диаметром 7.5м.
Ствол оборудован скиповым и клетьевым подъемами. Скиповой подъем оборудован двумя 30т скипами. Клетьевая многоканатная подъемная установка оборудована двухэтажной клетью с противовесом для подъема на нижнем этаже одной вагонетки ВГ-4.5 грузоподъемностью 10т. Предусматривается углубка ствола до гор. 1500м.
Ствол шахты «Слепая – Вспомогательная» пройден вблизи рудных залежей с гор. 900м до гор. 1350м, круглой формы диаметром 5.5м. Ствол оборудован подъемной установкой с одноэтажной клетью, что обеспечивает подъем до гор. 1350м.
Ствол шахты «Северная – Вентиляционная» пройден в лежачем боку месторождения до гор 1125м. Ствол служит для выдачи исходящей струй воздуха из северного крыла шахты.
Ствол шахты «Фланговая» пройден в лежачем боку месторождения до гор. 1200м круглой формы диаметром 6.5м. Предусматривается углубка ствола до гор. 1350м. Ствол оборудован одноклетьевой подъемной установкой. Клеть одноэтажная на одну вагонетку ВГ-4.5 грузоподъемностью 10т. Ствол служит для выдачи исходящей струи воздуха с южного крыла шахты и как запасной механизированный выход на поверхность. С целью обеспечения нормальных условий для отработки месторождения как на промежуточном, так и на основном горизонтах предусматривается оборудование камер основного и вспомогательного назначения.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
