Системы подземной разработки рудных месторождений и их классификации

1.

Системы подземной разработки
рудных месторождений
и их классификации
Прочитать и изучить представленный в презентации материал,
просмотреть видеоматериал по представленным в конце презентации
ссылкам

2.

Система (от греч. — целое, составленное из частей; соединение)— множество элементов,
находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую
целостность, единство.
Сведение множества к единому — в этом первооснова красоты. Пифагор.
Системой разработки рудного месторождения или его части
называется определенный во времени и в пространстве выемочной единицы порядок
подготовительных, нарезных работ и собственно очистной выемки.
Система разработки рудного месторождения — это организационно-технологический
комплекс по добыче руды, создаваемый внутри пространства недр, равного размерам
очистного
блока (выемочной единицы),
объединяющий в
себе совокупность
подготовительных и нарезных выработок,
необходимый набор горных машин и
оборудования, а также технологических приемов и организации труда, и работающий как
единая горно-техническая система, должная обеспечивать эффективное выполнение
технологических процессов очистной выемки.
Система разработки рудного месторождения имеет ярко выраженный
жизненный цикл, реализующийся в пределах каждой отдельной выемочной единицы:
• он начинается с подготовки, в ходе которой подготовительные выработки формируют
границы выемочной единицы в пределах участка месторождения (выемочного блока
или панели);
• продолжается проведением внутри границ выделенной выемочной единицы нарезных
выработок, обеспечивающих возможность выполнения процессов по отбойке, а также
по выпуску и доставке руды;
• реализуется в ходе основной своей части – очистной выемки;
• завершается с погашением балансовых запасов выемочной единицы.

3.

Система разработки рудного месторождения предназначена для эффективного
выполнения технологических процессов очистной выемки, но она является также
подсистемой более сложной горно-технической системы – горно-добывающего
предприятия. А потому, через свои параметры, система разработки гармонизируется с
другими подсистемами подземного рудника – рудничной вентиляции, рудничного
транспорта, подъёма, водоотлива и прочих.
Наибольшее влияние на инженерное исполнение системы разработки оказывают
подсистемы рудничной вентиляции и рудничного транспорта. Эти три подсистемы
подземного рудника объединяет, в числе прочего, общее использование некоторых горных
выработок, которые входят как в одну, так и в другие подсистемы. Так, например, главный
откаточный штрек (см. след. слайд):
• входит в состав подсистемы рудничного транспорта, как основная выработка для
перемещения по откаточному горизонту добытого полезного ископаемого от
выемочного блока до квершлага или штольни;
• в состав подсистемы рудничной вентиляции – как выработка для перемещения свежей
струи воздуха по горизонту и подачи её в выемочные блоки;
• участок главного откаточного штрека в пределах выемочной единицы – как место связи
выемочного блока с транспортной и вентиляционной подсистемами рудника.
Самостоятельно: определить в какие подсистемы входят и какие функции там
выполняют блоковый восстающий и вентиляционный штрек – см. на картинке.

4.

Система разработки с подэтажной отбойкой: 1 – главный откаточный штрек; 2 – вспомогательный
обгонный штрек; 3 – орт-заезд; 4 – блоковый восстающий; 5 – штрек скреперования; 6 – выработки
днища; 7 – ходки на подэтаже; 8 – буровые штреки; 9 – отрезной восстающий

5.

Системы разработки рудных месторождений отличаются исключительным
многообразием. В настоящее время насчитывается до 200 только основных видов
систем.
Важное значение классификации как основы для изучения, сравнительной оценки и
выбора систем разработки месторождений полезных ископаемых является
общепризнанным.
Из большого числа классификаций систем разработки рудных месторождений,
которые были в разное время опубликованы в отечественной и иностранной
литературе, сохранили значение только две-три классификации. Все остальные
существовали недолго и в настоящее время совсем не используются.
Наибольшее распространение сегодня имеет классификация академика Михаила
Ивановича Агошкова, в которой все системы делятся на классы (с I по VII), выделяемых
по классификационному признаку — состоянию выработанного пространства.
Несколько отлична от неё классификация систем разработки, принятая в
«ПРАВИЛАХ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ РУДНИКОВ, ПРИИСКОВ И ШАХТ,
РАЗРАБАТЫВАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЦВЕТНЫХ, РЕДКИХ И ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ»
(далее ПТЭ). В этой классификации классы «Системы разработки с обрушением
вмещающих пород» и «Системы разработки с обрушением руды и вмещающих пород»
объединены в один класс «Системы с обрушением». Кроме того, пересмотрен перечень
основных вариантов (групп) систем внутри классов.

6.

Классификация систем разработки по М.И. Агошкову
Классы
I. Системы разработки с открытым
очистным пространством
II. Системы разработки с
магазинированием руды в очистном
пространстве
III. Системы разработки с креплением
очистного пространства
IV. Системы разработки с закладкой
очистного пространства
V. Системы разработки с обрушением
вмещающих пород
VI. Системы разработки с обрушением
руды и вмещающих пород
VII. Комбинированные системы
разработки
Группы
1. Почвоуступные системы
2. Потолкоуступные системы
3. Системы со сплошной выемкой
4. Камерно-столбовые системы
5. Системы с подэтажной отбойкой
6. Системы с камерно-этажной выемкой
1. Системы со шпуровой отбойкой из магазина
2. Системы с отбойкой глубокими скважинами
2. Системы с отбойкой из специальных выработок
1. Системы с усиленной распорной
и станковой крепью
2. Системы с каменной и комбинированной крепью
1. Системы горизонтальными слоями с закладкой
2. Системы наклонными слоями с закладкой
3. Потолкоуступные системы с закладкой
4. Системы нисходящей послойной выемки с закладкой
5. Сплошные системы с закладкой
6. Системы с креплением и закладкой
1. Системы слоевого обрушения
2. Щитовые системы разработки
3. Столбовые системы с обрушением
1. Системы подэтажного обрушения
2. Системы этажного самообрушения
3. Системы этажного принудительного обрушения
1. Комбинированные системы с выемкой камер с открытым очистным
пространством
2. Комбинированные системы с выемкой камер с магазинированием руды
3.Комбинированные системы с выемкой камер с закладкой

7.

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
(ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ РУДНИКОВ, ПРИИСКОВ И ШАХТ, РАЗРАБАТЫВАЮЩИХ
МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЦВЕТНЫХ, РЕДКИХ И ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ)
Класс
Системы
I. Системы с открытым
Сплошная
Потолкоуступная
выработанным пространством
Камерно-столбовая
Подэтажных штреков (ортов)
С доставкой руды силой взрыва
Этажно-камерная
II. Системы с магазинированием
С магазинированием руды блоками
С магазинированием и отбойкой руды глубокими скважинами
руды
Ш. Системы с закладкой
Горизонтальньгх слоев с закладкой
Сплошная с однослойной выемкой и закладкой
Столбовая с однослойной выемкой и закладкой
С камерной выемкой и закладкой
IV. Системы с креплением
С распорной крепью
С крепежными рамами
Сплошная с однослойной выемкой и креплением
Столбовая с однослойной выемкой и креплением
V. Системы с обрушением
Слоевого обрушения
Столбовая с обрушением налегающих пород
Подэтажного обрушения
Этажного обрушения
VI. Комбинированные системы
С креплением и магазинированием руды
С креплением и закладкой
С магазинированием руды и обрушением

8.

В основу классификации систем разработки по В.Р. Именитову, положено деление всех систем
разработки на три класса по главному классификационному признаку – способу управления горным
давлением. Внутри каждого класса происходит формирование групп систем разработки на основе
применения частных классификационных признаков, то есть эта классификация представляет собой
двухуровневую структуру.
В системах разработки I класса с естественным поддержанием очистного пространства:
• управление горным давлением осуществляется за счёт значительного резерва прочности и устойчивости рудного
и породного массивов путём оставления в очистном пространстве и на его границах несущих горных
конструкций – рудных целиков;
• выделение групп систем разработки внутри класса производится по способу перемещения отбитой руды внутри
очистного пространства при выполнении её доставки – из подмножества систем I класса с механическим
перемещением руды внутри очистного пространства формируется группа IА, а из систем с самотечным
перемещением руды – группа IБ.
В системах разработки II класса с обрушением руды и вмещающих пород (без поддержания
выработанного пространства):
• чрезмерная концентрация механических напряжений от горного давления в зоне влияния очистных работ гасится
за счёт одновременного обрушения отбиваемой руды и вмещающих пород;
• выделение групп систем разработки внутри класса производится по соотношению высоты слоя обрушаемой
(отбиваемой) и выпускаемой руды с высотой этажа, – из подмножества систем II класса при высоте этого слоя,
совпадающей с высотой этажа, формируется группа IIА, а из систем с высотой такого слоя кратной высоте этажа
– группа IIБ.
В системах разработки III класса с искусственным поддержанием выработанного пространства:
• управление горным давлением осуществляется за счет применения специальных инженерных средств
воздействия на горный массив, повышающих его устойчивость и позволяющих частично или полностью
отказаться от оставления руды в целиках;
• в группе систем разработки IIIА очистное пространство после выемки руды заполняется закладочным
материалом, в группе систем разработки IIIБ очистное пространство поддерживается несущими видами крепи, а
в группе систем разработки IIIВ очистное пространство в зоне ведения работ по выемке руды поддерживается
крепью, а затем гасится, путем заполнения обрушенными породами.

9.

Классификация систем разработки по В.Р. Именитову
Класс
I. Системы разработки с
естественным поддержанием
очистного пространства
II. Системы разработки с
обрушением руды и
вмещающих пород (без
поддержания выработанного
пространства)
III. Системы разработки с
искусственным поддержанием
выработанного пространства
Группы
А. Системы с естественным
поддержанием очистного
пространства и механизированной
доставкой в нем руды
Б. Системы с естественным
поддержанием очистного
пространства и самотечной
доставкой в нем руды
А. Системы этажного обрушения
Система разработки
1. Сплошная система
2. Камерно-столбовая система
3. Камерная система
4. Система с отбойкой из магазина
5. Другие системы разработки данного
класса
1. Этажное принудительное обрушение со
сплошной выемкой
2. Этажное принудительное обрушение с
компенсационными камерами
3. Этажное самообрушение
Б. Системы подэтажного обрушения 4. Подэтажное обрушение с торцовым
выпуском руды
5. Подэтажное обрушение с донным
выпуском руды
А. Системы с закладкой
1. Однослойная выемка с закладкой
2. Горизонтальные слои с закладкой
3. Наклонные слои с закладкой
4. Система разработки тонких жил с
раздельной выемкой
5. Нисходящая слоевая выемка с
твердеющей закладкой
Б. Системы разработки с креплением выработанного пространства
В. Системы с креплением и
6. Столбовая система с обрушением
последующим обрушением
7. Слоевое обрушение

10.

Просмотрите эти видеозаписи и определите места представленных систем
разработки в классах и группах приведенных выше классификаций
Система подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды
https://www.youtube.com/watch?v=ANgIg9waRR0
Камерно-столбовая система разработки
https://www.youtube.com/watch?v=pA1TNMDl4To
Система разработки с самообрушением руды
https://www.youtube.com/watch?v=u9mFwoposKc