Материал: Организация горной выработки

Организация горной выработки

Отчет по практике

Тема: Организация горной выработки

.65 - «Горное дело» специализации «Маркшейдерское дело»

Оглавление

.Общие сведения о предприятии

. Горно-геологическая характеристика месторождения

. Вскрытие и подготовка месторождения

. Проведение горных выработок

. Системы разработки

. Рудничный транспорт

. Шахтный подъем

. Водоотлив

. Проветривание

. Пневматическое хозяйство

. Электроснабжение шахты

. Вывод

выработка шахта месторождение бокситовая руда

1.Общие сведения о предприятии

Открытое акционерное общество «Севуралбокситруда» (ОАО «СУБР») - горнодобывающее градообразующее предприятие является основным поставщиком бокситов для производства алюминия в Российской Федерации.

Главными потребителями бокситовой руды являются Богословский (БАЗ г. Краснотурьинск) и Уральский (УАЗ г. Каменск-Уральский) алюминиевые заводы.

Месторождения СУБРа расположены на восточном склоне Северного Урала и занимают центральную часть Североуральского бокситового бассейна, включающую в себя Карпинский и Ивдельский бокситовые районы. Промышленная эксплуатация месторождений СУБРа ведется с 1933 года.

В настоящее время в лицензионный фонд ОАО "Севуралбокситруда" входит четыре крупнейших по запасам месторождения бокситов Североуральского района: Красная Шапочка, Кальинское, Ново-Кальинское и Черемуховское.

Отработка данных месторождений производится подземным способом четырьмя самостоятельными производственными единицами (шахтами): шахта «Красная Шапочка; шахта "Кальинская"; шахта «Ново-Кальинская»; шахта "Черемуховская".

С севера и юга упомянутые месторождения ограничены субширотными тектоническими нарушениями дорудного заложения. Западная граница месторождений «Красная Шапочка», Кальинское и Черемуховское проходит выходу рудной залежи на поверхность. С востока бокситовая залежь на месторождениях Кальинское, Ново-Кальинское, Черемуховское и на участке «Восточная залежь» месторождения «Красная Шапочка» в настоящее время не оконтурена.

Черемуховское месторождение бокситовых руд разрабатывается в сложных горно-геологических условиях. Горные работы ведутся на глубине 700-1000 м и сопровождаются катастрофическими проявлениями горных ударов и периодическими затоплениями отдельных участков и шахт. Разработка бокситовой залежи ведется непосредственно в пределах околорудного водоносного комплекса Д^l₂d.

Балансовые и эксплуатационные запасы месторождения позволяют обеспечить стабильные поставки бокситов потребителям на многие десятилетия, благодаря эксплуатации и непрерывному строительству новых горизонтов и шахт.

Основной маркой товарного боксита является боксит марки ГБ-1.

Товарный боксит формируется преимущественно от подземной добычи по специальной технологии на шихтовальном складе по качественным характеристикам и отгружается потребителям. Количество продукции при отгрузке потребителям определяется прямым (весовым) методом.

Работу основного производства обеспечивают вспомогательные и обслуживающие цеха: цех транспорта и шихтовки, центральная ремонтно-механическая мастерская, электротехнический цех, автотракторный цех, ремонтно-строительное управление, узел промышленно-диспетчерской связи и др.

Темой настоящего дипломного проекта является составление проекта гонных и маркшейдерских работ на подготовку и отработку запасов под водоупорными отложениями Д¹₂d группы блоков, находящихся на участке «Южный». А так же расчет деформаций водозащитных отложений и построение зоны водопроводящих трещин с целью безопасной отработки участка.

Месторождение Североуральского бокситового бассейна расположено на восточном склоне Северного Урала и приурочено к центральной увалистой полосе, представляющей собой пологую депрессию, вытянутую в меридиональном направлении и ограниченную с запада и востока возвышенностями.

Административно месторождение относятся к городу Североуральску Свердловской области, который располагается в 500км. от г. Екатеринбурга.

Внешняя железнодорожная связь осуществляется по однопутной электрифицированной тупиковой линии Серов-Покровск-Уральский через станцию Бокситы. К станции Бокситы примыкает железнодорожный путь ОАО “Севуралбокситруда” протяжённостью 30 км.

На западной окраине месторождения расположен крупный благоустроенный поселок Черемухово. Посёлок и шахта “Черемуховская” связаны бетонной дорогой с городом Североуральск, а город Североуральск - асфальтовыми дорогами с городом Екатеринбургом и многими другими городами области. Для выполнения хозяйственных перевозок, а также вывозки породы от горно-капитальных и горно-подготовительных работ в отвал предусмотрен автотранспорт. Рельеф местности представляет собой слаборасчлененную, чуть всхолмленную равнину с абсолютными отметками 205-225 м. Восточнее выхода рудного тела на поверхность местность становится плоской (абс. отм. 195-205 м). Климат района умеренно-континентальный с относительно высокой годовой амплитудой температуры воздуха от -34⁰ до + 35⁰С. Среднегодовая температура воздуха составляет -10⁰С. Самый холодный месяц - январь, его средняя температура - 17,8⁰ ÷ -18,6⁰ С, самый теплый месяц - июль, со средними температурами +15,8⁰ ÷ +16,2⁰С. Абсолютный минимум температур воздуха -52⁰ С, абсолютный максимум +35⁰ С. Многолетняя средняя продолжительность безморозного периода 91- 96 дней. Средняя продолжительность периода с устойчивыми морозами 140 дней. Годовая сумма осадков составляет 500мм. Максимум осадков - 70-73мм. выпадает в июле, минимум - 15мм. в феврале. Снежный покров образуется в первой декаде октября и становится устойчивым с начала ноября. Средняя высота снежного покрова не превышает 50см. Максимальная глубина промерзания грунтов до 3м.

Речная сеть района относится к бассейну р. Сосьвы. Главными притоками её на рассматриваемой территории являются р. Вагран, р. Шегультан, р. Калья. Все реки в верхнем течении имеют типичные черты горных артерий - большие уклоны, порожистое русло, узкие долины, отсутствие пойменных отложений. В средней части долины рек расширяются до 100-200м, поймы заболачиваются, уклоны снижаются до 0,0008 ÷ 0,003. В пределах карстового массива сток рек Вагран и Калья с их притоками осуществляется по железобетонным каналам. Река Сосьва протекает на северном фланге бокситовых месторождений в естественном русле. Питание рек осуществляется, в основном, за счёт талых и дождевых вод. Модули стока равны - для среднего по водности года-5,5л/сек/км², для многоводного года - 15,5л/сек/км², для маловодного - 2,0л/сек/км².

Границы месторождения, в основном, совпадают с зонами крупных тектонических нарушений. На севере Черемуховское месторождение разделяется от Сосьвинского месторождения Северо-Черемуховским и Восточно-Сосьвинским сбросами, а на глубоких горизонтах ограничивается широтой р.л. 26^с, где наблюдается естественное выклинивание рудного тела в северном направлении. Южная граница с Ново-Кальинским месторождением проводится по Южно-Черемуховскому сбросу. Контур отработки не дошел до этих сбросов, т. к. вдоль них оставлены охранные гидрогеологические целики. Западная граница проходит по бывшему выходу рудного тела на поверхность, а с востока бокситовая залежь пока не оконтурена и граница условно проводится по Шегультанскому сбросу. Протяженность месторождения по простиранию рудного тела 9,5 км, по падению 3,5 км.

Эксплуатация Черемуховского месторождения открытым способом производилась в 40-х годах, начало подземной добычи относится к 1945 году. В настоящее время шахта «Черемуховская» ведет отработку месторождения на глубинах 700-1020 м.

2.Горно-геологическая характеристика месторождения

Североуральские бокситовые месторождения являются образцом геосинклинальных бокситов залегающих среди морских карбонатных толщ древнего палеозойского возраста.

Месторождения открыты в 1931 году геологом Н.А.Каржавиным. Они расположены на восточном склоне Северного Урала. Административно территория относится к Североуральскому району Свердловской области.Центром района является город Североуральск.

Североуральский бокситовый бассейн приурочен к плоской меридиональной вытянутой депрессии, ограниченной с запада Предуральской грядой, а с востока полосой увалов, сложенных андезито-базальтовыми и дтабазовыми порфиритами. В геологическом строении месторождений принимают участие образования верхнего силура и девона (Рис.1.2).В бассейне условно выделено пять месторождений (с юга на север): Красная Шапочка, Кальинское, Ново-Кальинское, Черемуховское и Сосьвинское, из которых в настоящее время разрабатываются первые четыре. Отрабатываемые месторождения имеют меридиональное простирание и моноклинальное падение на восток под углом 25 - 30⁰. Все выявленные до настоящего времени площади с промышленным оруденением в Североуральском районе укладываются в сравнительно узкую полосу шириной 2 - 4 км, про слеживающуюся от речки Коноваловки - на юге, до реки Сосьвы - на севере, простирание составляет 30 км.

Геоолгическими границами рудного тела на севере и юге являются места его постепенного выклинивания. Западная граница, ранее совпадавшая с выходом бокситовых залежей на дневную поверхность, в настоящее время на значительном протяжении определяется контурами отработанных участков. Восточная граница оруденения разведочными работами полностью не установлена из-за большой (до 2500 м) глубины залегания бокситов. Исключение составляет месторождение «Красная Шапочка», где оруденение «срезано» региональной тектонической структурой - Крутоложско- Коноваловским надвигом.

Мощность рудной залежи невыдержанная как по падению, так и по простиранию, и колеблется от 0 до 60 м при средней около 5 м

По сложности и устойчивости мощности рудные поля делятся на три типа: непрерывный,

Непрерывно-прерывистый и прерывистый. Первый тип характеризуется непрерывным оруденением с небольшими безрудными участками, площадь которых не превышает 20% залежи.К этому типу относится большая часть месторождения Красная Шапочка (поля шахт 15 - 15 ^бис и 14 - 14^бис).При втором типе оруденения безрудные окна занимают 20 - 30% площади рудного пласта. К этому типу рудных полей относятся часть месторождения Красная Шапочка (шахта16 - 16^бис), Южный и Кедровский участок Черёмуховского месторождения (шахта «Черёмуховская»).Третий тип характеризуется прерывистым оруденением, в котором безрудные зоны занимают более 30% площади и группируются в участки значительных размеров. К третьему типу относятся: Восточная залежь месторождения Красная Шапочка (поле шахты 14-14^бис), Кальинское (шахта «Кальинская»), Ново - Кальинское (шахта «Ново - Кальинская») и Сосьвинское.

Непосредственно покрывающие рудное тело породы - девонские темно-серые битуминозные амфипоровые известняки или черные и серые известково-глинистые сланцы. Мощность этих пород 20 - 70 м, реже 8 - 10 м.Коэффициент крепости по Протодьяконову 8-10 .Контакт рудного тела с покрывающими породами прямолинейный, выдержанный.

Выше по разрезу залегают светло-серые и розовые кристаллические рифогенные известняки мощностью 50 - 300 м.Эти породы фациально замещены темно-серыми тонкослоистыми кремнистыми известняками с прослоями глинистых сланцев.Мощность известняков этой свиты 100 - 300 м.

На месторождении прослежено три основных бокситовых горизонта: субровский, богословский и устькальинский.

Субровский горизонт самый древний и перспективный. Он представлен двухслойным рудным телом. Верхняя часть сложена пестроцветными, пиритизированными, прочными бокситами мощностью до 3 м при средней 0,5 - 0,6 м. Ниже по разрезу, как правило, рас - полагаются красные бокситы: на контакте с почвой залежи располагаются красные маркие бокситы, выше красные немаркие и над ними яшмовидные бокситы. В вертикальном разрезе определённое место занимает только пестроцветный боксит. Мощность разновидностей красных бокситов колеблется в широких пределах от нескольких сантиметров до 22 м. В основном рудное тело представлено одним-двумя, реже тремя типами боксита с частым замещением одной разновидности другой разновидностью. Прочность бокситов изменяется в широких пределах от 7,6 МПа у красного маркого до 80 МПа у пестроцветного.

Богословский горизонт более молодой и менее перспективный. Он расположен в основании живетских отложений в виде линз. Отложения живетского яруса залегают на неровной размытой и закарстованной поверхности светло-серых известняков верхней части Эйфеля. Богословский рудный горизонт перекрывается горизонтом тёмно-серых битуминозных слоистых известняков. Общая мощность живетских отложений достигает 500 м.

Устькальинский горизонт моложе богословского и относится к малоперспективным.

Как было отмечено выше, субровский бокситовый горизонт литологически весьма неоднороден. Выделяют три подгоризонта: рудной брекчии, красных и зеленовато-серых (пестроцветных) бокситов. Рудная брекчия распространена не повсеместно и промыш ленного значения не имеет.

Подгоризонт красных бокситов слагает центральную часть бокситового горизонта и служит основным объектом разработки. Он представлен красными, яшмовидными и плитняковыми бокситами.

Красные, наиболее высокосортные, бокситы слагают около 80% всего рудного гори - зонта. Основным породообразующим минералом в них является диаспор, в небольших количествах встречается бёмит. Минералы, содержащие вредные примеси (кремнекислоту, углекислоту и серу), в этих бокситах содержатся в незначительных количествах.

Красные бокситы обладают монолитной структурой и высокой вязкостью. Ими сложены рудные тела на участках большой и средней мощности. Рудные карманы, как правило, выполнены красным бокситом.

Около 6% рудных залежей представлено яшмовидным бокситом. По качеству он несколько ниже красного из-за повышенного содержания кремнекислоты. Основным породообразующим минералом в нём является бёмит, реже встречается диаспор и каолинит.

Подгоризонт зеленовато-серых (пестроцветных) бокситов залегает на слегка неровной поверхности подгоризонта красных бокситов в виде пласта мощностью 0,2 - 0,4 м, иногда до 1 м и более, и согласно перекрывается эйфельскими отложениями среднего девона. Он слагает около 8% рудных залежей.

Подстилающие залежь породы - петропавловские силуро-девонские светло-розовые, светло-серые, серые, монолитные и трещиноватые рифогенные известняки мощностью от десятков до сотен метров. Рельеф известняков почвы неровный, часто закарстованный, вследствие чего мощность рудного тела колеблется на коротких интервалах от 0 до первых десятков метров. Предел прочности известняков достигает 130 МПа. Нижняя толща подстилающих пород представлена порфиритами, туфопесчаниками с широким пределом изменений физико-механических свойств.

В регионе Североуральских бокситовых месторождений широко развиты дизъюнктивные нарушения с различными амплитудами смещения. Вся площадь месторождений разбита многочисленными дорудными тектоническими нарушениями субширотного или диагонального простирания с амплитудой смещения от 100 до 500 м. Для большинства широтных тектонических нарушений является закономерным опущенность южных блоков по отношению к северным. Многие крупные тектонические нарушения являются естественными границами шахтных полей: Южно-Черёмуховский сброс, Южно-Кальинский сброс и другие. На стадии геолого-разведочных работ выявлено более 240 пострудных тектонических нарушений. При проведении вскрывающих и подготовительных выработок в процессе эксплуатации месторождений выявляется примерно в три раза больше мелких нарушений с амплитудой от нескольких сантиметров до 10 метров. Элементы залегания дизъюнктива изменяются в широких пределах с преобладанием крутых углов падения свыше 60⁰. Тектонические зоны большинства нарушений достигают 20 - 40 м. Нередко они закарстованы и являются хорошими проводниками подземных вод в горные выработки. Часто сейсмическая активность массива горных пород приурочена к районам простирания плоскости того либо другого тектонического нарушения. Такие нарушения относят к разряду активных.