автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Управление тепловым режимом тупиковых выработок глубоких рудников Норильска

На правах рукописи

СМИРНОВ Юрий Михайлович

УПРАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫМ РЕЖИМОМ ТУПИКОВЫХ ВЫРАБОТОК ГЛУБОКИХ РУДНИКОВ НОРИЛЬСКА

Специальность 05.26.01 - Охрана труда

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1998

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном горном институте им.Г.В.Плеханова (техническом университете).

Научный руководитель:

доктор технических наук,профессор ВЛ.Рогалев Официальные оппоненты:

доктор технических наук,профессор О.В.Ковалев, кандидат технических наук А.П.Казаков

Ведущее предприятие: «Гипроннкель».

Защита диссертации состоится /8 р Я 1998 г.

в /3 ч ¿?(7мин на заседании диссертационного Совета Д.063.15.11 в Санкт-Петербургском государственном горном институте им. Г.В.Плеханова по адресу: 199026 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, аудитория /20&.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 1998 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного Совета

доцент А А.Н.МАКОВСКИЙ

Общая характеристика работы

Актуальность работы

Характерными особенностями современного горного производства являются большие масштабы добычи как в целом, так и на отдельных рудниках, высокая механизация и энерговооруженность работ, их концентрация, темпы добычи полезного ископаемого и проходки горных выработок. В то же время исчерпание традиционных бассейнов и месторождений, находившихся в благоприятных горногеологических, географических и климатических условиях, диктует переход на глубокие и сверхглубокие горизонты, перенос производства в районы Сибири, Севера и Северо-Востока. Крупными горнодобывающими центрами страны стали Кольский полуостров, Норильск, Мирный и многие другие районы Севера и Северо-Востока страны, что предопределяет значительное ухудшение климатических условий в забоях и по пути следования трудящихся, так как перепады температур на поверхности в районах разработки месторождений Севера составляют 70-Ч 00°С (от -60 до +40°С), а температуры горных пород на разрабатываемых и планируемых к отработке горизонтах находятся в пределах от -10 до +60°С. Это способствует формированию в забоях температурных условий, которые не обеспечивают нормальную терморегуляцию человеческого организма при выполнении им труда определенной категории тяжести, последствием чего является рост заболеваемости, травматизма и ухудшение здоровья трудящихся.

В нашей стране самые глубокие рудники расположены в Норильском промышленном районе, где ведется разработка мощных пологих залежей на глубинах от 0,7 до 1,5 км и в перспективе глубина горных работ достигнет 2,0 и более километров. В настоящее время температура воздуха в проходческих забоях составляет 18-33°С и для нормализации их теплового режима, а также ликвидации негативного влияния микроклимата на здоровье и работоспособность горнорабочих необходимо применение специальных мероприятий.

Исследования ведущих ученых в данной области Ю.Д.Дядькина, А.Н.Щербаня, О.А.Кремнева, В.П.Черняка,,

Ю.В.Шувалова, В.Н.Андрющенко, Ю А Цейтлина, Н Н Хохотвы и др. сформировали в широких инженерных кругах мнение о том, что эффективное применение современной техники и технологии, а также дальнейшее повышение производительности труда возможно только при создании нормальных климатических условий на рабочих местах. Однако, до настоящего времени проектные решения технологических схем проходки выработок осуществляются без учета температурного фактора. Регулирование теплового режима в реальных условиях если и осуществляется, то в большинстве случаев, носит случайный, не имеющий научного обоснования характер.

Наряду с необходимостью обеспечения прироста продукции, главным образом за счет повышения производительности труда и повышения его безопасности делает актуальной проблему обеспечения комфортного и технологичного кондиционирования рудничного воздуха при проходке горных выработок.

Цель работы повышение безопасности и эффективности труда в проходческих забоях выработок глубоких рудников Севера на основе технологически простых, ресурсосберегающих способов регулирования параметров микроклимата.

Идея работы - максимальное использование ресурсосберегающих, горнотехнических и вентиляционных способов управления тепловым режимом тупиковых выработок на основе научно-обоснованных методов прогноза микроклимата и конструирования средств его регулирования.

Основные задачи работы:

1. Определение структуры теплового баланса тупиковых выработок, проходимых на глубоких горизонтах рудников Норильска.

2. Разработка метода оценки и прогноза климатических условий в тупиковых горных выработках глубоких горизонтов.

3. Определение влияния теплового режима на производительность труда, производственный травматизм и заболеваемость горнорабочих глубоких рудников Севера.

4. Экспериментальная проверка эффективности различных способов кондиционирования рудничного воздуха.

5. Разработка схем регулирования теплового режима тупиковых выработок, проходимых в различных горногеологических, геотермических и горнотехнических условиях.

Научная новизна работы заключается в следующем:

■ Теоретически и экспериментально установлены закономерности формирования микроклимата горнопроходческих забоев при системах разработки с твердеющей закладкой;

■ Установлены закономерности влияния параметров теплового режима на производительность труда, производственный травматизм и заболеваемость горнорабочих глубоких рудников Севера.

Основные защищаемые научные положения:

1. Факторами, определяющими тепловой режим тупиковых горных выработок глубоких горизонтов рудников Норильска, в отличии от аналогичных выработок угольных шахт, являются неоднородный характер окружающего их температурного поля горного массива, динамика которого определяется процессами теплового взаимодействия твердеющей закладки, руды и вмещающих пород, а также переменная интенсивность тепловыделений от окисления руды в массиве и навале, и значительные теплоприращения воздушной струи от работы вентиляторов местного проветривания и мощного комплекса дизельного оборудования.

2. Температура, релятивная влажность и скорость воздуха существенно влияют на эффективность и безопасность труда горнорабочих и вне оптимальной зоны ведут к снижению производительности труда и росту производственного травматизма на 1-3% на каждый градус изменения температуры и каждый процент изменения относительной влажности воздуха..

3. Рациональными способами регулирования теплового режима тупиковых выработок в переходной температурной зоне (температура пород до 27°С) являются горнотехнические (увеличение расхода воздуха, изменение привода машин и механизмов и др.), в зоне повышенных температур горных пород (до 28-29°С) - простейшие теплотехнические устройства (конструкции СПГГИ и др.), в зоне высоких температур массива пород (>29°С) - системы комплексного теп-лохладоснабжения с использованием природных ресурсов холода.

Методы исследований. Работа выполнена с использованием комплексного метода исследований, включающего обобщение и научный анализ данных литературных и патентных источников по методам расчета и способам нормализации теплового режима горнопроходческих забоев шахт и рудников, аналитические исследования, лабораторные и натурные эксперименты, опытные и опытно-промышленные испытания средств обеспечения необходимых климатических условий.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается использованием современных методов исследований и всей совокупностью данных лабораторных, полигонных и шахтных экспериментов, сопоставимостью результатов аналитических решений с физическими (лабораторными) и натурными исследованиями и положительными результатами многолетней реализации предложенных технических решений на рудниках Норильска.

Практическая значимость работы заключается в:

1) разработке инженерной методики теплового расчета горнопроходческих забоев глубоких горизонтов рудников Норильска ;

2) определении оптимальных параметров рудничной атмосферы, обеспечивающих максимальную производительность труда при малом травматизме и заболеваемости горнорабочих;

3) обосновании методических основ выбора средств регулирования теплового режима тупиковых выработок;

4) создании технических средств для управления тепловым режимом тупиковых забоев;

5) разработке номограмм для графоаналитического определения теплоприращения воздушной струи в забоях тупиковых выработок.

Реализация результатов работы. Использованы при составлении "Временного руководства по расчету проветривания рудников Норильского горно-металлургического комбината", Норильск, 1984; проектов отработки горизонтов -1050 и -1030 м рудника "Таймырский" и -950 и -1050 м рудника "Скалистый. Научные положения и практические рекомендации используются при чтении курсов "Аэрология горных предприятий" и "Термодинамика", а также при выполнении курсовых и дипломных проектов в СПГГИ (ТУ),

Личный вклад автора:

■ анализ научно-технической литературы по методам расчета теплового режима тупиковых выработок и способам и средствам нормализации климатических условий в горнопроходческих забоях;

■ научное обоснование и разработка методики экспериментальных исследований в лабораторных, полигонных и шахтных условиях;

■ проведение лабораторных, полигонных и натурных исследований по определению составляющих теплового баланса выработок и средств нормализации их температурного режима и обработка полученных результатов;

■ разработка инженерного метода прогноза теплового режима тупиковых забоев и номограмм для графоаналитического определения теплоприращения воздушной струи;

■ разработка технических средств для управления тепловым режимом горнопроходческих забоев.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались, обсуждались и получили одобрение на Всесоюзных и Международных симпозиумах и конференциях (Ленинград, 1973 и 1981 гг., Донецк 1974г., Киев 1977г., Кохтла-Ярве 1979 и 1983 гг., Санкт-Петербург, 1996 и 1997 г.г.); научно-практических конференциях Норильского ГМК -1976, 1981,1986,1991 гг.; семинарах Национального бюро по горной теплофизике, начиная с 1973 г.; научных семинарах Проблемной научно-исследовательской лаборатории горной теплофизики СПГГИ (ТУ).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 23 печатных работах, из них 6 авторских свидетельств на изобретения.

Автор выражает искреннюю благодарность и признательность Заслуженному деятелю науки и техники Российской Федерации, академику АЕН, проф.Ю.Д.Дядькину, академику АГН и АЕН, проф., д.т.н.Ю.В.Шувалову за постоянную методическую помощь и поддержку, д.т.н.С.Г.Гендлеру за ценные советы и критические замечания, заведующему лабораторией Рудничной аэрологии Норильского ГМК В.И.Хуцишвили, а также всем ее сотрудникам, оказавшим помощь в проведении исследований. Автор благодарит инженерно-технических работников Горного управления и рудников "Ок-

тябрьский" и "Таймырский" Норильского ГМК за содействие в проведении производственных экспериментов.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения; изложена на 189 страницах машинописного текста; включает 48 рисунков, 26 таблиц и список литературы из 157 наименований.

Содержание работы

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых положениях:

1. Факторами, определяющими тепловой режим тупиковых горных выработок глубоких горизонтов рудников Норильска, в отличии от аналогичных выработок угольных шахт являются неоднородный характер, окружающего их температурного поля горного, массива, динамика которого определяется процессом теплового взаимодействия твердеющей закладки, руды и вмещающих пород, а также переменная интенсивность тепловыделений от окисления руды в массиве и навале, и значительные теплоприращения воздушной струи от работы вентиляторов местного проветривания и мощного комплекса дизельного оборудования.

Анализ работ Ю.Д.Дядькина, А.Н.Щербаня, А.Ф.Воропаева, В.П.Черняка, Ю.В.Шувалова, С.Г.Гендлера, Л.Ю.Зимина и др. посвященных определению влияния отдельных составляющих теплового баланса на теплоприращение воздушной струи, а также многолетние наблюдения в выработках позволяет выявить источники тепловыделений, характерные для глубоких рудников Норильска. Для количественной оценки приращения температуры от составляющих теплового баланса были получены эмпирические и аналитические зависимости:

- для учета тепловыделений от вентиляторов местного проветривания при работе их на прорезиненные (п) и металлические (м) воздуховоды:

,°С (1)

-г

-Hl}"1' (2)

где A.B.С и D - численные коэффициенты, зависящие от типа вентилятора (Аос= 16,2x10"5; Ац= 14,6x10'5 ; В^б; Вц=5,5; А«^ 16,2 x1er4; Сц=8,03х 10"4; Doc=5,l6xl0"3; D4=5,67xl0"3; ос - осевой вентилятор; ц - центробежный вентилятор); 1г и£ - длина металлического звена и воздуховода, м; dr - диаметр воздуховода, м; п - количество параллельных воздуховодов;

- для определения величины тепловыделений от работы машин с дизельным приводом ^ ....

QT=0,28xK,(l-ig *G*q (3)

где: Кз - коэффициент загрузки дизельной машины во времени, т|е -эффективный коэффициент полезного действия; G -расход топлива, кг/с; q - низкая теплотворная способность топлива, кДж/кг;

- для определения тепловыделений от окисления горной массы

qok= q0k(Te=,o) х 1,60 КГе-'0), Вт/м2 (4)

где q0(c - удельные тепловыделения от окисления при температуре пород (Те) - 10°С, Вт/м2;

- для учета тепловыделений от гидратации закладочных смесей

Q = Qmaxx [1-ехр(-ШХ х)] , кДж/м3 (5)

где QmiW - максимальное удельное количество тепла, выделяющееся в единице объема закладки, кДж/м3; ш - эмпирический коэффициент, зависящий от температуры укладки закладочной смеси; т - время прошедшее с момента укладки закладочной смеси,, ч.

Для определения удельного веса основных источников тепловыделений в тепловом балансе выработки по методике СПГГИ (ТУ) выполнены тепловые расчеты тупиковых выработок с учетом зависимостей (1-4).

пе х dj2(1 - 0.2 х 1 (Г5 х /?)4 d.

4 +

tr xdT

1.5+

^2.21x10"5

х

i

к

Результаты расчетов (рис.1) показывают, что с ростом температуры поступающего воздуха доля тепловыделений от закладочного и горного массива уменьшается, от окисления увеличивается, а удельный вес тепловыделений от работы комплекса дизельного оборудования и вентиляторов местного проветривания остаются практически постоянными.

2.Температура, релятивная влажность и скорость воздуха существенно влияют на эффективность и безопасность труда горнорабочих н вне оптимальной зоны снижают на 1-3% производительность труда и повышают производственный травматизм на каждый градус изменения температуры и каждый процент изменения относительной влажности воздуха.

Анализ работы Воронкова Н.Б., Моно Г., Тота М., Шимона К., Фаллера Г., Шеррера Ж., Величко А.Е., Mc.Pherson, Malcolm Y., Ан-дрющенко В.Н., Хохотвы H.H., Шувалова Ю.В., Wenzel H.G., Pickarski С., Козлева JI. и др. позволяет сделать вывод, что термодинамические параметры рудничного воздуха, тесно связанные с физическими процессами в них, оказывают влияние на окружающую среду и находящихся в выработках людей. В последнем случае роль микроклимата проявляется особенно значительно при выполнении ими рабочих процессов, связанных с затратами энергии и требующих определенного уровня реакций организма.

Косвенными, но объективными показателями влияния микроклимата на человека являются производительность труда, производственный травматизм и заболеваемость, связанная с условиями труда.

Выполненный анализ статистических данных по всем предприятиям горного управления Норильского комбината позволил полу-

í

Рис.1. Доли (%) тепловыделений от горного маосиваСО™ ), дизельного оборудования (Одщ ), окислительных процессов ((}„,<) и вентиляторов местного проветривания (0»,, ) в тепловом балансе тупиковой выработки

чить эмпирические зависимости, характеризующие влияние рудничного микроклимата на производительность труда и производственный травматизм (при Те > 0; ф<1); производительность труда

Пт=2,023+8,843хЮ"2хТе-1,796х10'3хТе2 (6)

Пт= -17,424+ (?)

<Р

частота производственного травматизма

£ =2,052 х 10"3-7,883х 10'5хТе+1,948x1 О^хТе2

£=[1,306х 10 хехр(-10.856*ф)] хЮ

(8) (9)

Анализ частоты простудных заболеваний от времени года (рис.2) показывает, что уровень заболеваемости на всех предприятиях горного управления в летний период минимальный, так как перепады температур, которые приходится испытывать человеческому организму минимальны.

Математическая обработка данных о простудных заболеваниях позволила получить следующую эмпирическую зависимости (Те>0) ^=6.671 хехр(2,235х Ю'^Ге) (10) На комфортность условий труда, помимо температуры и относительной влажности воздуха существенно влияет его скорость, поэтому для определения допус-

Рис.2. Зависимость частоты простудных заболеваний от времени года (1-рудник «Таймырский»^- рудник «Октябрьский», 3 - рудник «Комсомольский»,4- рудник «Маяк»,5- рудник «Заполярный»,б- рудник «Ангидрит»,7- рудник "«Медвежий ручей»,8- аппарат Горного управ-

ления).

тимой температуры воздуха, с точки зрения комфортности труда, нами предлагается упрощенная зависимость

М=2У+10(1-Ф2)+1м (Ц)

где 1м - температура воздуха по влажному термометру.

Номограммирование данной зависимости (рис.3) позволяет оперативно реагировать на изменение параметров микроклимата и принимать технологические решения по его нормализации.

Анализ полученных зависимостей показывает, что изменение температуры воздуха на 1°С сверх оптимального уровня (18-24°С) ведет к снижению производительности труда на 5-6%, увеличению производственного травматизма на 2-3%,

Увеличение относительной влажности воздуха с 80-85% до 9597% ведет к снижению производительности труда на 15-25% и увеличению производственного травматизма на 4-8%.

3. Рациональными способами регулирования теплового режима тупиковых выработок в переходной зоне (температура пород до 27°G) являются горнотехнические (увеличение расхода воздуха, изменение привода машин и механизмов и др.) в зоне повышенных температур горных пород (до 28-29°С) - простейшие теплотехнические устройства (конструкции СПГГИ и др.), в зоне высоких температур (>29°С) - системы централизованного комплексного теплохладоснабжения с использованием природных ресурсов холода.

Обзор работ Дядькина Ю.Д., Воропаева А.Ф., Шувалова Ю.В., Щербаня А.Н., Кремнева-О.А., Журавленко В.Я., Черняка В.П., Богословского В.Н., Кокорина О.Я., Петровой JI.B., Щекина И.Р., Прохорова В.И., Hausler W., Kraft G. и др. показал, что рациональные системы регулирования должны обеспечивать климатические условия в горных выработках при минмальных затратах на их устройство и эксплуатацию.

Практика проектирования и эксплуатации систем регулирования свидетельствует о целесообразности использования, в первую

12

/

Y*

/

\

u*c

Н

-5

[trc

Но

[t]=2V+ t н-ИОЦ-Ч*)

ис.З. Номограмма дам определения эффективных параметров вентиляционной струи.

очередь, горнотехнических мероприятий, затем схем с теплотехническими устройствами и при недостаточности этих средств - общешахтных и комбинированных систем охлаждения воздуха.

Оценка напряженности теплового режима тупиковых выработок рудников Норильска свидетельствует о том, что возможными способами его регулирования могут быть: 1- горнотехнические; 2 - теплотехнические, использующие естественные ресурсы холода, тепла и влаги; 3- теплотехнические с трансформацией различных видов энергии в специальных устройствах.

Оценка области применения конкретных средств регулирования теплового режима должна базироваться на возможности их использования и целесообразности применения в конкретных условиях.

Эффективность применения основных горнотехнических мероприятий можно оценить по полученной нами зависимости конечной температуры воздуха в тупиковой выработке от горнотехнических и вентиляционных параметров

V5

О.Обху"/ +

В* ')

(1-0.006<1-1.5х1(Т5 хМ х]) (о.ЗЗхОУ

'2='.+-^-; - (12)

И' =[N + 0.012x03 х(Н2-Я^] (13)

где N - мощность дизельных и электрических установок, кВт; и Ц и Т; - части периметра горной выработки (м) и соответствующие им температуры горного массива (°С); Ь - длина тупиковой выработки, м; <5з - расход воздуха в забое тупиковой выработки, м3/с; ^ - температура воздуха после вентилятора местного проветривания (°С), определяемая по зависимостям (1 и 2). Результаты расчетов показывают, что при увеличении расхода от 3 до 18 м3/с происходит довольно значительное изменение приращения температуры, а в дальнейшем оно изменяется весьма медленно и относительный расход возрастает. Расход воздуха 15-20 м3/с следует считать оптимальным с точки зрения регулирования теплового режима тупиковых выработок. Снижение мощности оборудования практически прямо пропорционально сказывается на сокращении приращения температуры возду-

ха в выработке. В этой связи важным является не только замена машин с дизельным и электрическим приводом на машины с пневмоприводом, но и снижение коэффициента использования номинальной мощности машин, что повлечет за собой изменение -технологических схем проходки выработок, в частности применение специализированных погрузочных машин с пневмоприводом и доста-вочных с дизельным.

Снижение приращения температуры воздуха в вентиляторах местного проветривания достигается выбором режима их работы на участках характеристики с минимальной депрессией и максимальным расходом и применением параллельных воздуховодов, что значительно снизит их аэродинамическое сопротивление.

В случае, когда внедрения комплекса горнотехнических мероприятий недостаточно для нормализации температурных условий возникает необходимость в применении разработанных нами простейших теплотехнических устройств, которые состоят из эжектора со сверхзвуковым соплом нагнетательного воздуховода и водораспылителя. Испытания этих устройств показали, что они могут с успехом конкурировать с серийно выпускаемыми агрегатами типа КПШ и обеспечивают эквивалентную холодопроизводительность до 60 кВт; кроме того рекомендуется осуществлять теплоизоляцию воз-духоподающих выработок, например, с помощью разработанной нами теплоизоляционной шахтной затяжки для горных выработок, которая отличается от обычной бетонной затяжки тем, что в ней предусмотрены воздушные промежутки толщиной не более 1,5-2,0 см. Применение этой затяжки позволит не только снизить тепловыделения от горного массива, за счет введения дополнительного термического сопротивления, но и практически исключить тепловыделения от окислительных процессов.

Эффективность мероприятий, направленных на внедрение мероприятий по охране труда горнорабочих может быть оценена по методике, предложенной в работе Ю.В.Шувалова и Н.В.Пашкевич.

Результаты оценки приведены в таблице. При внедрении ресурсосберегающих систем регулирования теплового режима и ледяных холодоаккумуляторов, а также адиабатных эжекгорньгх устройств с испарительным охлаждением воздуха затраты сокращаются на 35%,

что позволяет также снизить уровень риска травмирования до 4x10"', повысить производительность труда на 10%) при одновременном снижении суммарных затрат с 600000 до 400000 усл.ед. в год.

Таблица

Зависимость затрат и ущерба от уровня риска травмирования

горнорабочих проходческих забоев рудников Норильска

Температура воздуха в забое, °С 20 22 24 26 28 30

Риск травмирования, 1/год 0 15x10"' 2x10"' 4x10-' 6x101 10x10"'

Затраты на охлаждение воздуха до 20°С, усл.ед/год - 800000 600000 300000 190000 -

Ущерб от травматизма и снижения [ ) производительности труда, усл.ед/год - 110000 200000 300000 500000 900000

При этом обеспечивается более комфортный уровень микроклимата на рабочих местах (+23°С).

Сохранение же суммарных затрат на уровне базового варианта позволяет еще больше снизить уровень риска (до2х 10"2).

Таким образом предлагаемые средства регулирования теплового режима позволяют не только снизить затраты на создание системы кондиционирования воздуха, но и значительно снизить уровень риска травмирования горнорабочих при одновременном увеличении производительности их труда.

Заключение

В диссертационной работе на основании анализа многолетних наблюдений, аналитических разработок и экспериментов, выполненных на рудниках Норильска, установлены закономерности и особенности формирования теплового режима тупиковых выработок, оценены условия и выполнены прогнозные расчеты микроклимата горных выработок, предложены оригинальные устройства для регулирования теплового режима, практическое внедрение которых осуществлено в результате широкого комплекса аналитических, ла-

бораторных, полигонных и шахтных исследований и позволяет решить проблему нормализации условий труда и обеспечения его безопасности в тупиковых выработках на глубоких горизонтах рудников с одновременным сокращением трудовых ресурсов и экономией дефицитных видов энергии.

Содержание и основные результаты проведенных исследований заключаются в следующем:

■ определена структура теплового баланса тупиковых выработок, получены зависимости для определения величины составляющих теплового баланса, определены основные факторы, влияющие на формирование микроклимата в тупиковых выработках и показана динамика их изменения с углублением горных работ;

■ разработан метод оценки и прогноза климатических условий на основе полученных зависимостей температуры воздуха от основных климатообразующих факторов, создан графоаналитический метод прогноза теплового режима, входными параметрами в который являются величины известные уже на стадии проектирования горного предприятия;

■ установлено, что переход горных работ на глубокие горизонты с температурой пород более 25°С вызывает не только ухудшение климатических условий в забоях, но и предопределяет снижение производительности труда, повышение аварийности и травматизма, нелинейно зависящие от температуры и относительной влажности воздуха;

■ определены особенности формирования теплового режима глубоких рудников Севера, которые определяются климатическими и геотермическими условиями региона и рядом горнотехнических факторов, зависящих от принятых схем вскрытия, разработки и проветривания рудников и типа применяемого оборудования. Закономерным является рост температуры и влажности воздуха с глубиной работ и протяженностью выработок в соответствии с установленными эмпирическими зависимостями;

■ установлено, что в общем балансе источников тепла в горнопроходческих забоях тепловыделения от дизельного оборудования составляют 35-45%, тепловыделения от окисления руды и вмещающих пород 25-30%, тепловыделения от работы вентиляторов

местного проветривания 20-25% и тепловыделения от горного массива 15-20%.

■ в лабораторных, полигонных и шахтных условиях выполнена экспериментальная оценка средств и способов кондиционирования воздуха; доказано, что разработанные средства регулирования теплового режима по охлаждающему эффекту конкурент-носпособны с серийно выпускаемыми передвижными холодильными установками и в то же время более надежны в эксплуатации, не требуют постоянного обслуживания и значительно дешевле.

■ разработанные схемы регулирования теплового режима выработок, проходимых в различных условиях глубоких горизонтов рудников Норильска, позволяют снизить уровень риска травмирования на 30%, повысить производительность труда на 10% при одновременном снижении суммарных затрат на 200000 усл.ед.в год.

■ результаты наблюдений за тепловым режимом выработок показывают, что уже в настоящее время на разрабатываемых горизонтах возможны локальные участки с резко повышенными температурами воздуха, что объясняется наличием в забое мощного дизельного оборудования.

■ выполненные исследования позволяют охарактеризовать климатические условия в горных выработках рудников "Октябрьский", "Таймырский" (гор.-1050 и -1300 м) и "Скалистый" (гор.-950 м), как переходные от не требующих регулирования к регулируемым в отдельных, наиболее сложных в тепловом отношении забоях. Условия, которые будут формироваться на гор.-1400 м рудника "Таймырский" и гор.-1050 м рудника "Скалистый" по уровню микроклимата в забоях относятся к требующим регулирования в течении всего периода ведения работ. Наиболее сложные тепловые условия будут наблюдаться на рабочих местах мощных энергопотребляющих установок по данным замеров на рабочих местах машинистов ГТТМ температура воздуха на 2,4-5,2°С выше чем в выработке.

На основании выполненных исследований рекомендуется:

■ изменение технологической схемы проходки выработок (применение специализированных погрузочных машин с пневмоприводом и доставочных с дизельным), что позволит в 2 раза снизить коэффициент использования дизельных машин и, следовательно, наполовину сократить тепловыделения от оборудования.

■ планировать проходку наиболее напряженных в тепловом отношении выработок на вторую половину зимнего периода.

■ обеспечить работу ВМП на участках характеристики с минимальной депрессией и максимальным расходом. Добиваться сокращения аэродинамического сопротивления воздуховодов, путем обеспечения работы вентилятора на параллельные трубопроводы.

к регулирование теплового режима тупиковых забоев гор.-950 м рудника "Октябрьский" и -1050 м рудника "Таймырский" осуществлять при нормативных расходах воздуха (7,3-13,3 м3/с) с установкой, разработанных АЭУ с ИОВ.

■ нормализацию климатических условий в забоях гор.-13 00 и -1400 м рудника "Таймырский" и -950 и -1050 м рудника "Скалистый", особенно в период подготовки горизонтов производить при использовании системы комплексного теплохладоснабжения рудника с установкой в забоях АЭУ с ИОВ.

■ внедрение в практику разработанного метода прогноза теплового режима и предложенных средств его направленного изменения повысит безопасность и эффективность ведения горных работ в тупиковых забоях глубоких горизонтов рудников Норильска, а максимальное использование в предлагаемых рекомендациях горнотехнических и вентиляционных способов управления тепловым режимом позволяет значительно снизить энерготехнические и материальные затраты на создание безопасных условий труда горнорабочих.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих

работах:

1. Исследование тепловыделений от окислительных процессов.//Известия высших учебных заведений. Горный журнал.-1976.-№10- с.46-49 ( Соавторы: Гендлер С.Г., Пихлак A.A., Ку-линич С.С.)

2. К вопросу учета теплового потока от твердеющей бетонной закладки.// В сб. Вопросы технической теплофизики.-К., Наукова Думка, вып. 5.-е. 47-50. ( Соавторы: Гендлер С.Г., Трофимов A.M.)

3. Исследование тепловыделений при работе дизельного оборудования.// В сб. Физические процессы горного производства. -Л., 1976,вып. 3. - с.77-80 (Соавторы: Гендлер С.Г., Косты-лев П.П , Кулинич С.С.).

4. Особенности и результаты прогноза теплового режима глубоких рудников Талнахского и Октябрьского месторождений// В сб. Физические процессы горного производства. - JT.,1975, вып.1, -92-96 ( Соавторы: Трофимов A.M., Богданова И.А., Кулинич С.С.)

5. Тепловой режим очистных и тупиковых забоев глубоких рудников Норильска.// В сб. Физико-технические проблемы управления воздухообменом в горных выработках больших объемов. -Таллин,1979. - с. 129-130 ( Соавтор - Шувалов Ю.В.)

6. Приращение температз'ры воздуха при работе вентиляторов местного проветривания на параллельные воздуховоды. // В сб. Вентиляция шахт и рудников. - Л., 1978, вып. 5. - с. 37-42 ( Соавторы: Богинский ПЛ., Вепров B.C., Фисенко А.П.)

7. Разработка номограмм для определения приращения температуры в тупиковых горных выработках. // В сб. Тепломассоперенос в горных выработках и породных коллекторах. - Л., 1985. -с. 92-103

8. Влияние температуры воздуха на производительность труда, производственный травматизм и заболеваемость горнорабочих в условиях рудников Норильского ГМК. // В сб. Физические процессы горного производства. - С-Пб., 1995. - с. 73-78

9. Влияние относительной влажности воздуха на эффективность и безопасность труда горнорабочих. // В сб. Физические процессы горного производства. - С-Пб., 1995. - с. 69-73 ( Соавтор -Шувалов Ю.В.)

10. Опыт регулирования теплового режима рудников Севера. // М.ДНИИМЦМ., 1987. - 47С.( Соавторы: Шувалов Ю.В., Кравченко В.Т., Бобровников В.Н.).

11. Определение влияния отдельных факторов на тепловой режим тупиковых забоев. //В сблезисов докладов Международного бюро по горной теплофизике (V!!! пленарное заседание) - С-Пб., 1998 -с.11-13.

12. Ю.М.Смирнов. Определение приращения температуры воздуха в забоях очистных и ту пиковых выработок графическим методом //Тез.докл, Всесоюзного научно-технического симпозиума. Физико-технические проблемы управления воздухообменом в горных выработках больших объемов. - Л., ЛГИ, 1983. - с 58-59.

13. П.Я.Богинский. В.С.Вепров, Ю.М.Смирнов и др. Тепловыделения при работе вентиляторов местного проветривания и влияние их на температуру воздуха, поступающего в подготовительные выработки. //В сб. Вентиляция шахт и рудников. - Л., ЛГИ, 1977, вып.4. - с.82-86.

14. A.c. 119822 СССР. Устройство для проветривания горных выработок /Л.Д.Дьяконов, Ю.М.Смирнов, В.П.Зверев, Ю.В.Шувалов (СССР)/. //Открытия. Изобретения ~ 1985 - №46.

15. A.c. 1509544 СССР. Устройство для проветривания горных выработок /Ю.В.Шувалов, Л.Д.Дьяконов, Ю.М.Смирнов, В.П.Зверев, С.И.Сташкевич (СССР)/ //Открытия. Изобретения -1989 - №35.

16. A.c. 1536015 СССР. Устройство для проветривания горных выработок /Л.Д.Дьяконов, Ю.В.Шувалов, Ю.М.Смирнов (СССР)/. //Открытия. Изобретения - 1990 - №2.

17. Оценка эффективности применения адиабатных воздухоохладителей в горнопроходческих забоев при работе дизельного оборудования. /Ю.М.Смирнов, Ю.В Шувалов, Л.Д.Дьяконов/ //Сб. «Повышение технического уровня оборудования для открытых и подземных горных работ». Л., 1988, с. 162-171.

18. A.c. 1006773 СССР. Способ регулирования теплового режима глубоких шахт и рудников /Ю.В.Шувалов (СССР)/.// Открытия. Изобретения - 1983 - №11

19. A.c. 717341 СССР. Способ разработки полезных ископаемых /Ю.В.Шувалов, Ю.М.Смирнов (СССР)/. // Открытия. Изобретения - 1980-№7.

20. 148. A.C. 866210 СССР. Шахтная затяжка для горных выработок /Ю.В.Шувалов, Ю.М.Смирнов (СССР)/. // Открытия. Изобретения. - 1981 -№35.

21. A.c. 1067227 СССР. Устройство для образования теплообменных каналов в твердеющей закладке /С.Г.Гендлер, Ю.М.Смирнов. Ю.В.Шувалов (СССР)/. // Открытия. Изобретения - 1984 - №2.

22. Ю.М.Смирнов, Ю.В.Шувалов. Оценка напряженности теплового режима тупиковых выработок рудников Норильска. //В сб. Горное оборудование, переработка минерального сырья, новые технологии, экология. Тез. докл. V Международного горногеологического форума. - С-Пб., 1997. - с. 131.

23. Ю.В.Шувалов, С.Г.Гендлер, Ю.М.Смирнов. Ресурсосберегающие технологии кондиционирования рудничного воздуха. //В сб. 2-ой Международной конференции «Экология и развитие Северо-Запада России», С-Пб, - Кронштадт, 1997, с.20-21.

РИЦ СПГГИ. 16.11.98. 3. 477. т. 100 экз. 199026 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Министерство Высшего и профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В.Плеханова (технический университет)

На правах рукописи

СМИРНОВ Юрий Михайлович

О

УПРАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫМ РЕЖИМОМ ТУПИКОВЫХ ВЫРАБОТОК ГЛУБОКИХ РУДНИКОВ НОРИЛЬСКА

Специальность 05.26.0¡-"Охрана труда"

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор технических наук, профессор В.А.Рогалев

Санкт-Петербург 1998 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ................................................................................... 4

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА

ТУПИКОВЫХ ВЫРАБОТОК............................................ 9

1.1. Условия проведения горных выработок Норильска................. 9

1.2. Тепловой режим тупиковых выработок............................... 14

1.3. Влияние микроклимата на безопасность горнорабочих............ 20

1.4. Анализ методов теплового расчета и борьбы с высокими температурами в тупиковых горных выработках.......................... 27

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ТУПИКОВЫХ

ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК................................................... 42

2.1. Исследование составляющих теплового баланса выработок...... 42

2.2. Исследование микроклимата тупиковых выработок рудников... 61

2.3. Условия труда в глубоких шахтах и рудниках........................ 65

2.4. Прогноз теплового режима тупиковых выработок................... 68

2.5. Графоаналитический способ определения приращения температуры воздуха в тупиковых выработках................................ 74

ГЛАВА 3. НОРМИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК......................................................... 82

3.1. Влияние температуры воздуха на эффективность и безопасность труда горнорабочих................................................ 82

3.2. Влияние относительной влажности воздуха на эффективность и безопасность труда горнорабочих....................................... 92

3.3. Критерии регулирования теплового режима горных выработок.. 101

ГЛАВА 4. КОНСТРУИРОВАНИЕ И ИСПЫТАНИЕ СРЕДСТВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА.................................... 119

4.1. Классификация тупиковых выработок по тепловому фактору... 119

4.2. Исследование эффективности горно-технических способов регулирования теплового режима.......................................... 124

4.3. Испытания адиабатных эжекторных устройств с испарительным охлаждением воздуха...................................................... 128

4.4. Исследования средств индивидуальной тепловой защиты горнорабочих..................................................................... 139

4.5. Централизованная система охлаждения воздуха в тупиковых выработках с использованием природных и вторичных энергоисточников.................................................................. 149

ГЛАВА 5. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ СПОСОБОВ И СРЕДСТВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ПРОХОДЧЕСКИХ ЗАБОЕВ 156

5.1. Определение области рационального применения различных средств и способов регулирования теплового режима горнопроходческих забоев....................................................... 156

5.2. Рекомендации по средствам и способам регулирования теплового режима тупиковых выработок при переходе к разработке высокотемпературных горизонтов................................................ 161

5.3. Определение эффективности рекомендованных средств регулирования теплового режима................................................ 162

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................. 173

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.................. 176

ВВЕДЕНИЕ

Характерными особенностями современного горного производства являются большие масштабы добычи как в целом, так и на отдельных рудниках, высокая механизация и энерговооруженность работ, их концентрация, темпы добычи полезного ископаемого и проходки горных выработок.

В то же время исчерпание традиционных бассейнов и месторождений, находящихся в благоприятных горно-геологических, географических и климатических условиях, диктует переход на глубокие и сверхглубокие горизонты, перенос производства в районы Сибири, Севера и Северо-Востока. Крупными горнодобывающими центрами страны стали Кольский полуостров, Норильск, Мирный и многие другие районы Севера и Востока страны, что вызывает ухудшение климатических условий в горных выработках.

Тепловой режим горных выработок является одним из комплексных показателей, характеризующих горно-физические условия ведения горных работ, связанных с динамикой протекания механических, газогидродинамических, тепловых, химических и других процессов, вызванных нарушением естественных физических полей горного массива [1,2].

Значительные амплитуды знакопеременной температуры атмосферного воздуха, достигающие в районах разработки месторождений Севера 70-И00°С (от -60 до +40°С), и широкий диапазон температуры пород на разрабатываемых горизонтах (от -10 до +60°С) могут сформировать микроклимат горных выработок не обеспечивающий нормальную терморегуляции человека при выполнении им труда определенной категории тяжести, последствиями чего является рост заболеваемости, травматизма и ухудшение здоровья трудящихся.

На отдельных зарубежных рудниках добыча руды осуществляется на глубине до 3-4 км. В нашей стране самые глубокие рудники расположены в Норильском промышленном районе. Здесь ведется разработка мощных пологих залежей на глубине от 0,7 до 1,5 км, а в перспективе она понизится до 2 км и более, что предопределяет возможность формирования в горных выработках, особенно тупиковых,

неблагоприятных климатических условий. Температура воздуха в горнопроходческих забоях в настоящее время изменяется в пределах от 18 до 33°С.

Учитывая, что в одновременной проходке на глубоких рудниках Норильска могут находиться до 40 забоев, для нормализации их теплового режима и ликвидации негативного влияния микроклимата на здоровье и работоспособность горнорабочих необходимо применение специальных мероприятий.

Исследования ведущих в данной области ученых Ю.Д.Дядькина, А.Н.Щербаня, В.П.Черняка, Ю.В.Шувалов, А.Н.Андрющенко, Ю.А.Цейтлина, Н.Н.Хохотвы и др. сформировали в широких инженерных кругах мнение о том, что эффективное применение современной техники и технологии, а также дальнейшее повышение производительности труда возможно только при создании нормальных климатических условий на рабочих местах. Однако, до настоящего времени проектные решения технологических схем проходки выработок осуществляются без учета температурного фактора. Регулирование теплового режима в реальных условиях если и осуществляется, то в большинстве случаев носят случайный, не имеющий научного обоснования характер.

Все перечисленное выше, и необходимость обеспечения прироста продукции, главным образом за счет повышения производительности и безопасности труда, делает актуальной проблему обеспечения комфортного и технологического кондиционирования рудничного воздуха при проходке горных выработок.

Целью настоящий исследований является повышение безопасности и эффективности труда в забоях выработок глубоких рудников Севера на основе технологически простых, ресурсосберегающих способов регулирования.

Идея работы заключается в максимальном использовании ресурсосберегающих горнотехнических и вентиляционных способов управления тепловым режимом тупиковых выработок на основе научно-обоснованных методов прогноза микроклимата и конструирования средств регулирования.

Основные задачи работы заключаются в:

- определении структуры теплового баланса тупиковых выработок, проходимых на глубоких горизонтах рудников Норильска;

- разработка метода оценки и прогноза климатических условий в тупиковых горных выработках глубоких горизонтов;

- определении влияния теплового режима на производительность труда, производственный травматизм и заболеваемость горнорабочих, глубоких рудников Севера;

- экспериментальной проверке эффективности различных способов кондиционирования рудничного воздуха;

- разработке схем регулирования теплового режима тупиковых выработок, проходимых в различных горногеологических, геотермических и горнотехнических условиях.

Основными защищаемыми положениями данной работы являются:

1. Факторами, определяющими тепловой режим тупиковых горных выработок глубоких горизонтов рудников Норильска, в отличии от аналогичных выработок угольных шахт, являются неоднородный характер окружающего их температурного поля горного массива, динамика которого определяется процессами теплового взаимодействия твердеющей закладки, руды и вмещающих пород, а также переменная интенсивность тепловыделений от окисления руды в массиве и навале, и значительные теплоприращения воздушной струи от работы вентиляторов шахтного проветривания и мощного комплекса дизельного оборудования.

2. Температура, релятивная влажность и скорость воздуха существенно влияют на эффективность и безопасность труда горнорабочих и вне оптимальной зоны ведут к снижению производительности труда и роста производственного травматизма на 1-3% на каждый градус изменения температуры и каждый процент изменения относительной влажности воздуха.

3. Рациональными способами регулирования теплового режима тупиковых выработок в переходной температурной зоне (температура пород до 27°С) являются горнотехнические (увеличение расхода воздуха, изменение привода машин и механизмов и др.), в зоне повышенных температур горных пород (до 28-29°С)-простейшие теплотехнические устройства (конструкции СПГТИ и др.), в зоне высоких температур массива пород (>29°С) - системы комплексного теплохладо-снабжения с использованием природных ресурсов холода.

Научная новизна результатов работы заключается в том что:

- теоретически и экспериментально установлены закономерности формирования микроклимата горнопроходческих забоев при разработке с твердеющей закладкой;

- установлены закономерности влияния параметров теплового режима на производительность труда, производственный травматизм и заболеваемость горнорабочих глубоких рудников Севера.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается применением современных методов исследований и всей совокупностью данных лабораторных, полигонных им натурных экспериментов, сопоставимостью результатов аналитических решений с физическими (лабораторными) и натурными исследованиями и положительными результатами многолетней реализации предложенных технических решений на рудниках Норильска.

В работе использован комплексный метод исследований, включающий обобщение и научный анализ данных литературных и патентных источников по методам расчета и способам нормализации теплового режима горнопроходческих забоев шахт и рудников, аналитические исследования, лабораторные и натурные эксперименты, опытные и опытно-промышленные испытания средств обеспечения необходимых климатически условий.

Практическая значимость работы заключается в:

- разработке инженерной методики теплового расчета горнопроходческих забоев глубоких горизонтов рудников Норильска;

- обосновании методических основ выбора средств регулирования теплового режима тупиковых выработок;

- создании технических средств для управления тепловым режимом тупиковых забоев;

- разработке номограмм для графоаналитического определения теп-лоприращения воздушной струи в забоях тупиковых выработок;

- определение оптимальных параметров рудничной атмосферы, обеспечивающих максимальную производительность труда при минимальных травматизме и заболеваемости горнорабочих.

Исследования выполнялись в Санкт-Петербургском государственном горном институте (техническом университете) по целевой комплексной программе Государственного комитета по науке и технике № гос. регистрации 71048661, по постановлению СМ РСФСР № гос. регистрации 76062614, по отраслевой научно-исследовательской программе Министерства цветной металлургии № гос. регистрации 01860031944, а также по хозяйственным договорам с Норильским горнометаллургическим комбинатом при непосредственном участии автора.

Результаты работы использованы при составлении "Временного руководства по расчету проветривания рудников Норильского горно-металлургического комбината", Норильск, 1984г; проектов отработки горизонтов -1050 и -1300 м рудника "Таймырский" и -950, -1050 м рудника "Скалистый".

Научные положения и практические рекомендации используются при чтении курсов "Аэрология горных предприятий" и "Термодинамика" при выполнении курсовых и дипломных проектов в СПГГИ (ТУ).

Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на: Всесоюзных и Международных симпозиумах и конференциях (Ленинград, 1973 и 1981 гг.), Донецк 1974, Киев 1977, Кохтла-Ярве 1979 и 1983 гг.); научно-практических конференциях Норильского ГМК - 1976, 1981, 1986 и 1991 гг.; всех семинарах Национального бюро по горной теплофизике, начиная с 1977 г.; научных семинарах по Проблемной научно-исследовательской лаборатории горной теплофизики СПГТИ (ТУ).

Основные положения диссертации опубликованы в 23 печатных работах и подтверждены 6 авторскими свидетельствами на изобретения.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложена на 189 страницах машинописного текста, содержит 48 рисунков, 26 таблиц, список литературы из 157 наименований.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕЦЛОВОГО РЕЖИМА

ТУПИКОВЫХ ВЫРАБОТОК 1.1. Условия проведения горных выработок Норильска

Талнахский рудный узел, открытый в 1959-1960 годах у подножия плато Ха-раерлах, расположен в Дудинском районе Таймырского национального округа Красноярского края и удален от города Норильска на 20-25 км.

Талнахский рудный узел характеризуется Норильско-Хараерлахским глубинным разломом, который разделяют узел на два месторождения "Октябрьское" и "Талнахское". Месторождения приурочены к двум крупным, разобщенным в пространстве, дифференцированным интрузиям (Верхней и Нижней Талнахской) [3]. Промышленное сульфидное оруденение связано, в основном, с Верхней Талнахской интрузией и представлено тремя основными типами руд: сплошными сульфидными, вкрапленными в породах экзоконтакта и вкрапленными в породах интрузии. Первоначально отрабатываются сплошные сульфидные руды, образующие пологую пластообразную залежь мощностью до 50 м [4]. Эти руды концентрируются в подошве инртрузии или ниже ее во вмещающих породах и составляют ~ 8,5% всех запасов, но при этом обладают самым высоким содержанием полезных компонентов. По минеральному составу различают пироксеновые и халькопирито-вые руды. Вкрапленные руды в породах экзоконтакта (медистые) инъекционно-метасоматические или гидротермальные по происхождению расположены, в основном, ниже подошвы интрузива. Их минеральный состав пирротин-халькопиритовый, халькопиритовый и миллеритовый. Вкрапленные руды в интрузиве представлены оруденелыми пикритовыми, такситовыми, тронталитовыми и плагиоклазовыми перидотитами. Эти породы содержат в среднем 10-15% рудных минералов, образуя пластообразные или линзовидные в нижней части интрузии. По минеральному составу руды халькопирит-пирротиновые.

Отработка месторождений Талнахского рудного узла осуществляется группой рудников: "Маяк", глубиной (Н< 420 м), отрабатывающий верхние горизонты Талнахского месторождения; "Комсомольский" (Н<580 м), - нижние горизонты Талнахского и верхние горизонты Октябрьского месторождений; "Октябрьский"

(Н< 950 м), и Таймырский" (Н< 1500 м) - нижние горизонты Октябрьского месторождения. В настоящее время строится рудник "Скалистый" с абсолютными отметками горизонтов 800-1100 м и проектируется рудник "Глубокий" глубиной до 2200 м.

В последние годы в горнодобывающей промышленности усилился интерес к проблемам разработки рудных месторождений системами с твердеющей закладкой выработанного пространства [5]. Это вызвано целым рядом факторов. Во-первых, с понижением горных работ закладка становится одним из основных способов управления горным давлением и надежным средством поддержания налегающей толщи пород [6,7,8]. Кроме того, применение систем разработки с твердеющей закладкой создает благоприятные условия для использования самоходных машин и механизмов [9].

Во-вторых, при использовании систем разработки с твердеющей закладкой резко сокращаются потери ценных полезных ископаемых, создаются условия для опережающей разработки одного из сортов руды [5], а также уменьшается пожаро-опасность систем разработки, применяемых при выемке руд, склонных к самовозгоранию.

Все вышеуказанное,, привело к широкому внедрению на рудниках Норильска -систем разработки с твердеющей закладкой выработанного пространства, основными из которых являются варианты камерно-столбовой системы с отбойкой руды из подэтажных выработок на рудное или бетонное днище, на рудные, бетонные откосы и различные варианты слоевой системы разработки [7].

Радикальным средством снижения вредного влияния горного давления и улучшения технико-экономических показателей при разработке месторождений Талнахского рудн