автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Обоснование возможности увеличения высоты камер при этажно-камерной системе разработки с монолитной закладкой

■ Государственный комитет РС®СР

по делай науки и высшей школы

Свердловский ордена Трудового Красного Знамени горный институт ииени В.В.Вахрушева

На правах рукописи

Горьков Валерий Антонович

ОБОСНОВАНИЕ ВСЭШЯИОСТИ УВЕЛИЧЕНИЯ ВЫСОТЫ ХАКЕР ПРИ ЭТАИО-КАМЕРНОЙ СИСТЕМЕ РАЗРАБОТКИ С МОНОЛИТНОЙ 8АКЛШ0В

-Специальность 05.15.02 - "Подавшая разработка иесторохдений

полезных ископаемых"

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Свердловск - 1990

Работа выполнена в Магнитогорском ордена Трудового Красного Знамени горно-металлургическом институте им.Г.И.Носова

.Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Цыгалов М.Н.

.Официальные оппоненты: .лауреат Государственной прении СССР,

заслуженный деятель науки и техники РСФСР, доктор технических наук, профессор Влох Н.П.

кандидат технических наук, доцент Химич A.A.

Ведущее предприятие: производственное объединение "Уралзолото"

Защита состоится 27 декабря 1990 г. в 13 часов на заседании специализированного совета К.063.03.03 в Свердловском ордена Трудового Красного Знамени горном институте им.В.В.Вахрушева по адресу: 620219, Свердловск, ул.Куйбышева, 30

С диссертацией южно ознакомиться в библиотеке Свердловского горного института им.В.В.Вахрушева

Автореферат разослан Л6 ноября 1990 г

Ученый секретарь специализированного совета,

доцент, к.т.н. ^ В.П.Тюлькин

*

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Переход предприятий на эвые условия работы требует изыскания путей снижения себестоимости родукции и интенсификации производства.

На рудниках, применяющих этажно-камерную систему разработки, асота этажа находится в пределах 6С-80м, поэтому высота камер соо-авляет.от 40 до 80 м. Применение камер увеличенной в 1,5-2 раза вы-эты и более позволит сократить число этажей и объем горнокапиталь-юс работ за счет уменьшения количества околоствольных дворов и вершлагов. Одновременно снижаются затраты на горноподготовительные аботы в результате того, что часть этажных штреков заменяется под-тажными буровыми выработками изньшего сечения. Объединение двух ка-ер по высоте в одну приведет к уменьшению удельного объема нареэ-цх работ, так как отпадает необходимость в проведении выработок вц-уска и доставки на горизонте, ранее разделявшем этот участок на две амостоятельные камеры.

Несмотря на отмеченные преимущества такой технологии, глубоких сследований в этой области до последнего времени не проводилось, мещиеся решения разработаны для систем с обрушением пород жадвзо-'Удных месторождений. Полученные результаты не могут быть полностью аспространены на медноколчеданныв месторождения, разрабатываемые тажно-камерной системой с твердеющей закладкой, область применения :оторой янтенси'вно расширяется. Погашение выработанного пространст-1а твердеющей закладочной сиэоьо влечет перераспределение напряжо-[ий на искусственный массив и значительно облегчает работу элемен-'ов системы разработки. В сочетании с новыми технологическими репе-шями это создает предпосылки для изменения в большую сторону пара-гетров камер.

Научные и методические основы применяемой в настоящее время

почхи повсеместно высоты этана в 60-80 м созданы давно, но как показали выполненные наии исследования, не всегда являются достаточно надежным: применительно к камэрай повышенной высоты. Основный сдерживающий фактором при этом является слабая изученность степени изменения устойчивости обнажений, в первую очере; пррод висячего бока, и характера перераспределения напряжений с увеличением высоты камеры, особенно в зонах действия больших те тонических напряжений. Это обусловливает актуальность определения эффективной высоты камеры при этажно-камерной системе разре Сотки с ионолитной закладкой.

Целью работы является снижение себестоимости руды за счет увеличения высоты очистных камер, при зтажно-каме] ной системе разработки с монолитной закладкой.

Основная и.дея работы заключается в использовг нии выявленных закономерностей изменения напряженно-деформированного состояния горного массива с увеличением высоты камер д: пространственной ориентации камер и определения их параметров в гонах действия тектонических сил.

Методика исследований включила анали; и обобщение результатов применения камер увеличенной высоты в нашей стране и за рубежом, математическое моделирование мотодо! конечных элементов с реализацией на ЭВМ, измерения напряжений, деформаций и смещений в разрабатываемом массиве горных пород ш моделях и в натурных условиях, оценку фактического контура выс! ких камер на разных этапах отработки, статистическую обработку результатов и технико-экономический анализ.

Научные положения, защищаемые работе, и новизна:

закономерности формирования первоначального напряженного состояния массива горных пород на глубоких горизонтах Северног

фланга Гайского месторождения;

получены закономерности изменения напряженно-дефоркирован-аого состояния вмещающих пород при увеличении высоты камер и изменении их ориентации относительно вектора горизонтальных напряжений;

закономерности развития деформаций пород вокруг подзтажных выработок при отработке рудных тел камерами увеличенной высотой;

зависимости основных технико-экономических показателей этаж-во-камзрной системы разработки с монолитной закладкой от высоты камер.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована хорошей сходимостью расчетных показателей с результатами экспериментов в лаборатории и на производстве, высокой точностью инструментальных замеров 0,10ми;, положительными результатами опытно-промышленной проверки разработанных рекомендаций в тести камерах высотой до 140м.

-Практическая ценность работы заключается в:

сокращении удельного объема подготовительно-нарезных работ, за счет уменьшения числа выработок выпуска и доставки, что снижает себестоимость добычи руды на 0,07-0д2 руб/т извлекаемых запасов и ускоряет на 2-6 месяцев их ввод в эксплуатацию;

уменьшении потерь руды и разубоживания за счет сокращения числа "гребней", теряемых в закладке между выпускными выработками и 'снижении объема закладки, поступающей в руду из днища вышележащей -камер!!, что дает дополнительную прибыль до 0,5 руб/т. извлекаемых запасов.

Реализация работы. На Тайском подземном руднике отработано камерами I очереди высотой от 96 до 140 метров 3,5.Ю6 т руды. Получен фактический годовой экономический эффект

157' тыс.руб.,в той числе за счет снижения объема подготовительно-нарезных работ 124 тыс.руб, А тыс.руб - за счет снижения потерь руды и 29 тыс.руб - за счет снижения разубонивания.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях Магнитогорского горно-металлургического института (г.Магнитогорск, 1984-1990 гг), на технических совещания Тайского горнообогатительного комбината (г.Гай, 1984-1990 гг), на Ш Уральской научно-технической конференции по системам подземной разработки руд цветных металлов (г.Свердловск, 1989г.), на IX Всесоюзной конференции по механике горных пород (г.Фрунзе,1989г) на Всесоюзной научно-технической конференции "Теория и практика проектирования, строительства и эксплуатации высокопроизводительных подземных рудников" (г.Москва, 1990 г.), на Всесоюзном семинаре по измерению напряжений в массиве горных пород (г.Новосибирск, 1990 г.), на Всесоюзной конференции "Эффективные технологии, способы и средства, обеспечивающие современные требования к экологии при разработке месторождений полезных ископаемых" (г.Москва, 1990 г.), на Республиканской конференции молодых ученых и специалистов "Техника и технология горного производства" (г.Днепропетровск,1990 г.), на совещании "Проблемы техногенного изменения геологической среды и охраны недр в горнодобывающих регионах" (г.Пермь,1990 г.).

Публикация р а б о ты. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ.

Объем работ ы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов и заключения', изложенных на 106 страницах машинописного текста, содержит 56 рисунков, 20 таблиц, список использованных источников из 121 наименований и приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Широкое применение камер большой высоты сдерживалось недостаточной изученностью устойчивости обнажений с увеличением их высоты, слабой износостойкостью принятой конструкции выпускных выработок и некоторыми другими причинами. Однако на рудниках постоянно существовало стремление увеличить высоту этажа до ее максимально допустимого значения. Этому способствовало развитие транспортных возможностей в шахтах, включая электровозную откатку, подъем, освоение погрузочных, погрузочно-доставочных машин, автосамосвалов, а также вибротехники па выпуске руды, что позволяло широко внедрить перепуск руды (с 3-^этажей) на концентрационный горизонт. В итоге высота этажа с 30-40 м постепенно возросла до 60-80 и. -Однако, как показали исследования, это не являет- . ся пределом. Имеющиеся большие потенциальные возможности в этой направлении еще не использованы-до конца.

В работах Н.И.Агошкова, Д.М.Бронникова, Г.'¿.Малахова, Н.П. Блоха, М.Н.Цыгалова, Л.Е.Зубрилова,. Б.Н.Шульиина, Н.З.Галаева, С.Г.Борисенко, А.В.Зубкова, Б.А.Больхина, Т.Н.Смирновой, Е.В. Хмарского и других исследователей доказывается эффективность и возможность повышения объемов камер, в той числе за счет увеличения высоты. Одновременно высказываются предположения об устойчивости обнажений горного массива в еще более высоких камерах.

И все же имеющиеся исследования имеют преимущественно теоретический характер. Для их завершения необходимы про'мышленные испытания в различных горно-технических условиях с замерами в натурных условиях напряженно-деформированного состояния массива, определения уровня потерь руды, разубоживания, других технико-экономических показателей. Все это позволит внести соответствую-

щие коррективы в конструкцию очистных камер. Кроне зюго, в известных, исследованиях слабо учитывались значительные горизонтальные напряжения тектонического происхождения, характерные для большинства месторождений Урала.

Выполненный анализ опыта разработки месторождений полиметаллических руд показал, что при системах с закладкой выработанного пространства применяют в опытном порядке камеры повшенной высоты, достигавшие в отдельных случаях 120 и .(рудник Центральный, СССР, Ппхасалыи, Финляндия), 240 ы (Маунх-Айза, Австралия), 275 к (Геко, Канада) и др. Б литературе нет подробных сведений об устойчивости горного массива и полученных на этих рудниках технико-экономических показателях-.

На Гайском медноколчеданном месторождении краевые части рудных тел нередко прослеживаются на 25-70 и выше верхних вентиляционных выработок, ото так называемые "выклинки". Такцо участки обычно имеют сравнительно небольшую мощность (до 20 и) и ограниченные запасы - объем не превышает 30 тыс.м3. Отработка выклинившихся участков рудных тел самостоятельными камерами мало эффективна, так как требует проведения в полном объема подготовитель-ио-нарезных выработок, включая нарезку нового днища камеры для каждой быкдинки. Стоимость нарезки выпускных выработок составляет 50-100 тыс.руб., а срок выполнения - З-б месяцев.

Отработка таких участков одной камерой потребует увеличить ее высоту до 100-150 м, при принятой прректои высоте этажа 80 и.

Анализ изменения затрат на добычу руды показал, что при увеличении высоты этажа будут снижаться удельные капвложения га счет уменьшения числа и объема руддворов и квершлагов. Одновреиен но возрастут эксплуатационные расходы на водоотлив, рудничный транспорт и переподъем руды. По минимуму приведенных затрат для мзднокодчеданных месторождений оптимальная высота этажа определена в 180 к (рис.1), а с учетом точности расчетов (± 15%) ее

можно увеличивать до 207, и.

Рио.1. Изменение экономического эффекта при увеличении высоты камеры:

I - без учета качества руды; 2-е учетом повышения качества руды.

Эффективная высота камер по геомеханичэским возможностям определялась моделированием методом конечных элементов. Математическое моделирование позволило прогнозировать изменение напряженно-деформированного состояния вмещающих- пород с учетом порядка очистной выешеи, геометрической формы отрабатываемых рудных тел, различия физико-механических свойств пород, величины тектонических сил. Расчеты проводили по программе "МРЕРД", разработанной в институте ВШ1ИГ им.Веденеева. Исследования выполнены для условий плоскодзформированного состояния под действием гравитационных и тектонических сил. Неоднородность массива учитывалась путем введения различных упругих и силовых характеристик руд а пород, естественная трещиноватость массива - коэффициентом ослабления прочностных и упругих характеристик.

Математическое моделирование выполнено на ЭВМ ЕС-1035 и рва-

лпзовано на языке "Ф0Р'1РАН-4"«: позволило определить упругие по-раиэцвния, деформации и напряжения в узлах и элементах нерегулярной треугольной сетки, апрокскшрувщей подработанный шесив на различных стадиях отработки.

На основании проведенных расчетов выявлено, что увеличение высоты камер с 80 до 300 и при угле залегания 90° и вертикальной нагрузке, равной ТН ', не ценйег характера распределегшя напря-Езний в боках капер. Условия нисходящей отработки месторождений обусловливают фактическое возрастание глубины залояения оснований каузр при увеличении высоты. Поэтому отмечается рост растягивающих напряжений в среднем по высоте сечения камеры, которые возрастают по линейной зависимости с 0,2 МПа до 1,1 Ша при Еысоте какзр соответственно 80 и 300 ы. В этих же условиях сливающие напряжения изменяются от -10,8 до. -7,2 '¿Па, а максимальные касательные напряжения от 5,5 до 4,2 МПа. Изменение этих напряжений также подчинено линейной зависимости.

Изменение угла заложения камеры с 90° до 60° оказывает наи-больиее влияние на рост растягивающих напряжений в висячем боку камзры, причин зти напряжения концентрируются в верхней и нааней частях камеры. Максимальные значения отмечаются в верхней части-и составляют от 0,2 до 12 Ша при изменении угла наклона камеры в рассматриваемых пределах. При высоте выработанного пространства 240 м эти напряжения превышают предел.прочности пород на растяжение.

Сжимающие напряжения в среднем по высоте сечения камеры изменяются от 8,2 Ша до 4,8 МПа и не выходят за предел прочности пород. Концентрация сжимающих напряжений происходит в днище камеры и достигает максимального значения 63 Ш1а при высоте камеры 300 и и угле наклона 60°,что также не повлечет потерю устойчивости.

Следовательно, с учетом коэффициента запаса 1,5 предельно

юпустииая высота капер при отсутствии тектонических нагрузок вменяется от 180 до 260 и при угле наклона от 60° до 30° соот-¡етственно.

Для обоснования максимально допустимой высоты выработанного фострансхва на Северной фланге месторождения был создан опытный Liok, в пределах которого высота камер постепенно увеличивается ! 96 до 160 и.

В процессе подготовительно-нарезных работ оценены напрпяен-ю-деформированное состояние и трециноватость горного массива, определены физико-механические свойства руд и пород.

Методом целевой разгрузки установлено преобладание по абсо-1ВТН0Й величине субширотной составляющей ((Эс«8ы ) вектора напрп-:зний над вертикальной ( ) при глубине ведения работ 5I0-590U

6с««/б£ »1.8 ±0,21.

При этом соотношение меридиональной горизонтальной состав-[явдей ( ©саш ) к вертикальной находилось в пределах

6са5й|(э£ я I ± о,п.

Большие напряжения характерны для вторичных кварцитов, диабазов, рудных массивов, меньшие - для туфобрекчий и сланцев.

В пределах опытного блока выявлено три системы трещин: 1-ся-¡тема с углом падения 44° и магнитным азимутом простирания I«0, [ - о углом 76° и азимутом 268°, И - с углом 82° и азимутом 347?

физико-механические свойства характеризуются увеличением грочности руд до J6-I8, пород до 15-17 по акала проф.И.М.Протодь-¡конова против 14-15 на вышележащих горизонтах.

Для контроля изшнения напряжений и деформаций в ходе промы-¡ленных испытаний ДО начала очистных работ заложена замерная ¡танция на 'горизонта 53?, it, где ожидались максимальные, подвижки юрод (рио.2) . В -стенках доставочнцх ортов камеры 59-15 .оборудо--

Рис.2. План замерной станции типа репорнце линии:

• - долгосрочные реперы в кровле выработки;

г - долгосрочные репери в.борту выработки

(лежачего бока - 1-17; висячего бока -18-31

вала профядькта линии в висячей и легячеи боках. Расстояние тк-ду репзрак! изменяется от 4 до 8 и.

Опорниэ реперы заложены за зоной сдккгекия вкощакздх пород, рассчитанной ко углу сдвпхения - 57°. На этом г:е грртаонти залогена серия реперов, з крозло полевых птреков по осяи очисткшс камер гокруг всего опытного участка. Загори сидений реперов в кроило выработок осуществляли с помочь» высокоточных сеододта TH30-ÜI0B л нивелира ÍIÁ-I. Перый! за:;ер С\:л произведен до начала очистных работ а от.тпо!! блоке. Точность спятил отс .ета составляла ¿0,1 га.

Результата кагуряюс занэроз использогзли для корректировки расчетных параметров яапракеяио-де^ордорогаипого состояния пассивов, полученных для рассматривавши условий методой копечннх элементов.'

Замеры прояглеаай горного даглеягя, кякишеинкз при ограс'сг. -ко каюр опытного участка, показали хорокув сходимость полученных данных с результата «и гате магического юделиродоипя» Ti.it, при отработке камеры 59-15 (рис.3) ча горизонта 537 м по мзра удаления от стенка камеры отмечается рост взртикзльнкх и горизонтальных напряжений в висячем боку, которые на расстоянии 25 м численно сравниваются с непрямнияш: нетронутого массива. Со стороны легачего бока изменений в закономерности перераспределения напряжений не выявлено; напряжения стабилизировались на расстояний 22 и от контура каперы.

Результаты математического моделирования прогнозировали развитие растягивакдих иапрякений в верхней части ка.кр 39-15 (рис.3), 53-12, 59-Ю и последующих. Характер напряженного состо-яюш и геологическая обстановка (наличие просл^-чв хлорит-серкци-товых сланцев) позволяла сделать вывод, что в верхней части камеры будзт происходить интенсивное оводообразование. С целью проверки данных моделирования выполнены сгешш фактического ио.ч-гуро

xtÄH J.N

Û 7 Л \v\

\

Ч ео\ \

A4 / 7 \\\ ^

^ .6 ЛЕЖАЩЕМ 6 ВИСЯЧЕМ

« —

__Л: ■«И r&yZ

5 2¡¡f> '■■".<.:—r

.c

-qf

S W <5 to Í.5

L.M

Рис.3. Напряжения в элемента:: камеры 59-15 высотой 95 м:

Изолинии главных (а) и касательных (б) напряжений и натурные данные (в)

а)„-----<зг ; с)--

в) I - вертикальные напряжения; 2 - горизонтальные напряжения

каюр импульсным звуколокатором "Сфёра-1АП.

На период окончания выпуска руды вывалы зарегистрированы только в камере 5S-I5, которая отрабатывала« в опытном блоке первой и находилась в наиболее неблагоприятных условиях., Максимальная мощность отслоившихся пород составила 4,7 и, что соответствовало изолинии действия растягивающих напряжений в 3,2 !Ша.

Анализ многолетних данных показал, что высота камер не оказывает влияния на величину сводов обруиеция кровли и пород висячего бока. Такго не выявлено ее влияние на обх,ем ы >2лов при раз-тачной глубине расположения камер. Отмечается некоторое снижение збьзмоз'вывалов пря увеличении прочности вмещающих пород. Породы висячего бока обруиаются на глубину 3-4,5 м, искусственная кров-in - на 0-9 и, породная кровля - па о,5-7 м.

Тектонические напряжения, действующие в горизонтальной плоо-сости, оказывают неоднородное влияние на напряженное состояние амещавщих пород. Наибольшему изменению подвержены растягивающие шрязения висячего бока, которые смещаются и концентрируются в зерхнем я.среднем по высоте сечениях камер. Горизонтальная состпв-1пвщая горного давления изменялась в экспериментах от 0,5 до !,5ТН , что вызывало колебания растягивающих напряжений от 0,6 ¡о 38,4 !Ша. Такое возрастание напрязеннй влечет снижение допус-:имоа высоты камеры до 180 м при Gossu = 1,зТЦ в условиях "айского рудника.

По мере развития очистных работ в опытном блоке проводятся 1егулярные замеры деформаций вмещающих пород по профильным лини-[М в лежачем и висячем боках. Первые подвииси зафиксированы пос-:е полной отработки камеры 59-15. По лежачему боку максимальный бсолютный прирост расстояния составил 0,5 мм зафиксирован вяду реперами 13 и I4{ospHC.2). Деформации висячего бока более начительны и в относительном выражении достигли 0,9 мм/м. Мак-имальное абсолютное значение зафиксировано между рапирами 27-23

и составило 4,5 мм. Снять отсчет с реперов 25 и 26 по техническим причинам оказалось невозможно.

По.-ученные результаты сопоставлены с деформациями вмещающих

пород при отработке камер высотой 60 и на горизонтах 320-380 м

определенными институтом "Урипромедь". Деформации висячего бока

/

в этом случао при полной отработке участка составили 0,6-0,7 мм/м, в лежачем боку подвижек нет, вертикальные оседания реперов 0,20,3 мм. Увеличение высоты камер на опытном участке до 140 мм повлекло развитие деформаций в висячем боку до 0,9 мм/м, в лежачем боку - до 0,05 мм/м. Инструментальными замерами установлено значительное влияние угла наклона камеры на величину деформаций пц-род. При высоте камер 127-130 и увеличение угла наклона о 75° до 90° уменьшило деформации пород висячего бока с 10,5 мм до 6,5 ма (камеры 59-Ю, 59-8).

По мере развития работ фиксируется-изменение положения реперов, заложенных в кровле штреков. На каждый репер ведется паспорт. Направление-вектора смещения пород не является постоянным, а зависит от последовательности извлечения камер. В большей мэре смещаются реперы, расположенные по осям отрабатываемых камер; смещения реперов, заложенных по осям целиков (камер П очереда)? находятся в пределах точности измерений. Полоаение репера стабилизируется при отработке 2-х последующих камер. Вектор развития деформации всегда направлен в сторону очередной отрабатываемой камеры. Реперы в кровле камер подвержены как горизонтальным, так и вертикальным смещениям. Большие горизонтальные деформации (до 10,Г мм) зафиксированы в висячем боку, меньшие, до 4,1 мм,- в лежачем боку. Развитие деформаций носит плавный характер в соответствии с развитием очистной выемки.

Вертикальные.оседания реперов за четырехлетний период наблюдений составили 0,3-2,1 ми в зависимости от удаленности от выработанной пространства. Максимальное абсолютное смещение зафак-

сироваио-"у репера 3, расположенного на расстоянии 8 м от каперы.

Выполненные замеры подтвердили установленные ранее значения напряжений и деформаций, действующих во вмещающих породах. Несмотря на то, что стенки выработок претерпевают значительные деформации, они не разрушаются, так как деформации не превышают допустимых пределов. Следовательно, эксплуатация высоких камер не влечет разрушения полевых выработок, расположенных в зоне сдвигания пород, и относить их-за зону сдвижения нецелс .^образно.

Анализ результатов отработки камер увеличенной высоты выявил улучшение основных показателей добычи руды.

Выемка запасов одной камерой высотой 100-150 м вместо двух камер меньшей высоты сокращает удельный объем вшзалов закладочного материала из кровли при отработке потолочины. За счет этого снижается разубонивапие руды как в камерах I очереди, так и в камерах П очереди.

Большим преимуществом таких камер является отсутствие выпускных выработок на промежуточном горизонте. При этом снижается число "гребней" отбитой руды мезду выпускными отверещишя, большая часть йоторых обычно теряется в.закладке. Уменьшается число и, соответственно, объем угловых целиков в верхней части камеры и "плинтусов" в нижней ее части. Все это приводит к сокращению потерь руды, более значительному в камерах I очереди.

Отработка камер увеличенной высоты на .оштиоа участке повлекла снижение раэубокивания на 1,5-2,556 (абсолютных), потерь руды па 0,1-0,5^. При действующих прейскурантных ценах на медные и медно-щшковые руды такое уменьшение разубоаивания обеспечит повышение цены на 0,2-0,5 руб/т, а уменьшение по-зрь руды - снижё-зие себестоимости добычи на 0,1-0,15 руб/т извлекаемых запасов.

В ходе промышленного эксперимента выявлено, что увеличение высоты камер вызывает необходимость существенной интенсификации

выпуска руды. Удвоение высоты камеры вдвое сокращает фронт работ по извлечению руды и для сохранения на прежнем уровне производительности рудника необходимо выпуск руды вести более интенсивно. Кроме того, при системах с твердеющей закладкой максимальные сроки отработки и закладки камер нормативно ограничены. Ускорять отработку высоких камер требует интенсивней рост разубо-живания руды при увеличении продолжительности отработки камер.

Бо время'эксперимента, где камерные запасы возросли в 2,53 раза, проблема интенсификации отработки успешно была решена переходом с челночной на кольцевую схему доставки руды комплексом оборудования, включающим Т0Р0-350Д и три машины ИоАЗ. В результате максимальная месячная производительность камеры достигала 8.0 тыс.т (59-6).

Большое значение имеет снижение объема подготовительно-нарезных работ, которое при отработке камер 59-15, 59-12, 59-Ю, 59-8 составило 8376 и3. Это позволило сократить на 2-6 месяцев срок ввода в эксплуатацию запасов. В денежном выражении сокращение объема проходческих работ составляло по рааным камерам 0,07-0,12 руб/т извлекаемых запасов.

Независимо от. величины дополнительной прибыли предприятия возрастает концентрация горшй работ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненный комплекс экспериментальных и аналитических исследований позволил на основе изучения закономерностей перераспределения напряжений в приковтурном массиве высоких камер обосновать допустимую высоту ка,аер I очереди при этажно-камерной системе разработки с монолитной закладкой, в том числе в тектонически напряженных массивах.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующей:

• I. Натурными замерами установлено напряженное состояние нетронутого массива глубоких горизонтов Северного фланга Гайского месторождения. Исследования показали, что горизонтальные напряжения в субширотном направлении составляют G>cSw =1.8 ТН , в субмеридиональном (Эелц = 1»ОТГН .

2. Выявлены закономерности изменения напряженно-дефоршрован-ного состояния горного массива при увеличении высоки камеры, изменении параметров их залегания, величины действующих тектонических напряжений. •

При действии горизонтальных напряжений, равных =1,8 "ГЦ будут устойчивыми камеры до IG0 м с углом залегания 60-90°.

3. Установлено, что устойчивость высоких камер определяется рациональной ориентацией их относительно максимальной составляющей горизонтальных напряжений.

4. Установлен характер развития деформаций висячего бока при увеличении высоты камеры с 60 до 140 м, относительные значения которых возрастают с 0,7 до 0,9 мм/и, но не превышают допустимых пределов.

• 5. Определен допустимый срок погашения камер, который в первую очередь зависит от физико-механических свойств пород кровли а висячего бока. 3 слабых породах закладка камер должна начинаться не позднее двух месяцев с момента полного выпуска руды, в крепких породах - не позднее пяти месяцев.

б. На Гайском подземном руднике отработано 4 опытных каперы 1-й очереди высотой от 96 до 140 м с общими запасами 3,5.Ю6 т. Достигнуто уменьшение потерь на 1-1,5/6, разубс звания на 2-2,5/5, сокращение объема подготовительно-нарезных работ на 8376 а3, что обеспечило снижение себестоимости добычи руды на 0,37-0,65 руб/т извлекаемых запасов, в том числе 0,1-0,13 руб/т за счет сокраще-

ния проходческих работ и 0,27-0,5 руб/т за счет повышения качества горной массы.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Цыгалов Ю.М., Горьков В.А.., Чуркина И.А. Эффективность увеличения высоты этажа на Гайском подземной руднике // Подземная разработка мощных рудных месторождений.- Свердловск, 1987.-С.13-15.

2. Байхов В.А., Цыгалов Ю.М., Горьков В.А. Повышение производительности высоких камер // Подземная разработка мощных рудных месторождений.- Свердловск, 1988,- C.I6-I8.

3. Горьков В.А. Показатели извлечения руды при отработке высоких камер // Подземная разработка мощных рудных местородде-. кий.- Свердловск, 1988.- С.66-68.

4» Иванов Н.Ф., Еремин H.A..Цыгалов Ю.М.,Горьков В.А.'Эффективность высоких камор на Гайском подземном руднике // Тезисы докладов УД уральской научно-технивеской конференции по системам подземной разработки руд цветных металлов.-Свердловск,1989.-С. 13-14.

5. Горьков В.А. Технико-экономические преимущества увеличения высоты камеры // Тезисы докладов УШ Уральской научно-технической конференции по системам подземной разработки руд цветных металлов.- Свердловск, 1989,- С.14.

6. Иванов Н.Ф., Цыгалов Ю.к., Горьков В.А. Повышения эффективности разработки за счет увеличения высоты камер // Цв.металлурги.- 1989.- JS 9.- С.8-10.

7. Иванов Н.Ф., Еремин H.A., Кубрин С.н.,Цыгалов Ю.м.',Горьков В.А. Совершенствование атажно-камерной системы разработки . на Гайском руднике// Цв.металлургия.-1989.-№ IQ.-C.IO-II.

8. Иванов Н.Ф., Цыгалов D.U., Горьков В.А. Повышение качест-

ва использования недр при увеличении высоты камер// Ускорение социально-экономического развития Урала.- т.1.-Свердловск,1989.-С.135-137.

9. Цыгалов H.H., Горьков В.А. Отработка камер удвоенной высоты на медноколчеданных месторождениях // Тез.докл. "Теория и практика проектирования, строительства и эксплуатации высокопроизводительных подземных рудников".-М: NIM, 1990.- С. 35.10. Иванов Н.Ф., Цыгалов D.M., Горьков В.А. Высокие камеры на рудниках цветной металлургии // И: ЩЫицветыс: экономлю: и информации, 1990.- 40 с.

11. Борисов Ю.С., Цыгалов Ю.М., Горьков В.А., Глущенко А.В, Кубрина A.C. Оценка состояния камер увеличенной высоты импульсным звуколокатором "Сфзра-IA" // Подземная разработка мощных рудных месторождений.- Магнитогорск, 1990,- С.28-32.

12. Горьков В.А. Влияние высоты камеры на выход негабарита // Подземная разработка мощных рудных месторождений.- Магнитогорск, 1990.- С.56-59.

13. Иванов Н.Ф., Еремин H.A.,Цыгалов Ю.М., Горьков В.А. Отработка камер увеличенной высоты // Горный журнал.- 1990»-Я 8.- С.28-29.

14. Горьков В.А., Ляпин А.Г. Влияние высоты обнажения на устойчивость искусственного массива // Тез.докл. "Техника и технология горного производства".- Днепропетровск, 1990.- С.6.