04.4 Общая технологическая схема рудника

Подземный рудник – сложное и разветвленное производство. Технология разработки месторождения требует выполнения большого числа производственных процессов, жестко взаимосвязанных между собой.

Добыча руд, как и вообще выработка какой-либо продукции, подразделяется на производственные процессы, которые, в свою очередь, делятся на рабочие процессы и далее на операции. Деление это условное, детальность его тем меньше, чем выше уровень, на котором рассматриваются работы.
Так, менеджеры корпораций нередко рассматривают добычу руд в целом, как единый производственный процесс, подразумевая, что он состоит из рабочих процессов – отбойки руды, доставки ее и т. д.,  тогда как в масштабе рудника эти процессы считаются производственными, а рабочими процессами будут бурение, заряжание, взрывание и т. п..  Но для производственного участка рудника бурение, заряжание и взрывание будут процессами производственными. В данной главе рассмотрим классификацию процессов, соответствующую уровню рудника.

Эти процессы можно разделить на основные и вспомогательные.
Объектом работ основных производственных процессов является руда или порода.
Основные  производственные процессы включают в себя:

А. Процессы горно-подготовительных работ, то есть проведение горных выработок, обеспечивающих доступ к полезному ископаемому:
• проходка горно-капитальных выработок  (при вскрытии);
• проходка  выработок и  бурение скважин эксплуатационной разведки;
• проходка   подготовительных   выработок   (при   подготовке этажных горизонтов);
• проходка подготовительно-нарезных выработок (при подготовке очистных блоков).

Б. Добычу (извлечение) полезного ископаемого:
• отбойка руды;
• доставка руды;
• вторичное дробление;
• поддержание очистного пространства.
Отбойка руды – отделение части руды от массива посредством приложения внешней силы, с одновременным  дроблением ее на куски.

Доставка руды – перемещение отбитой руды в пределах выемочного блока или панели от места отбойки до места погрузки в транспортное средство откаточного горизонта.

Вторичное дробление – измельчение чрезмерно крупных кусков (негабарита) на более мелкие (его применяют в большинстве случаев, однако оно может не понадобиться при мелком дроблении руды).
Поддержание очистного пространства – комплекс мер, обеспечивающих управление горным давлением.
Отбойка, доставка руды, вторичное дробление негабарита, поддержание очистного пространства – процессы, обеспечивающие в совокупности выемку руды, их называют добычными (или очистными) работами.

В. Процессы перемещения и дробления рудной массы вне очистного блока:
• подземное транспортирование;
• подземное дробление в дробилках у шахтных стволов;
• подъем руды и пустой породы на поверхность;
• складирование руды на поверхности;
• отгрузка потребителям.

Подземный транспорт руды – перемещение рудной массы по этажным выработкам к шахтному стволу или удаленному от очистного блока капитальному рудоспуску, а при штольневом вскрытии – к устью штольни и далее к месту разгрузки на земной поверхности. Транспорт осуществляется электровозами в вагонах, автосамосвалами и конвейерами. Последние широко применяются только при механической отбойке руд..

Подземное дробление руды (рудной массы) в дробилках – измельчение рудной массы до крупности менее 200 мм. Дробилки обычно устанавливаются около шахтного ствола. Применяют их для того, чтобы из блоков можно было выдавать руду в крупных (до 800 – 1000 мм и более) кусках, не прибегая к вторичному дроблению их, а скиповой подъем или конвейерный транспорт при этом работал бы на мелкой руде.

Подъем руды (рудной массы) – перемещение руды  (рудной массы) по вертикальным или наклонным шахтным стволам в скипах, клетях, конвейерами или в автосамосвалах .

Складирование руды на поверхности – работы по размещению рудной массы на земной поверхности в бункерах или открытых складах, включая аварийные склады. Иногда складируют и рудную массу  с забалансовым содержанием полезного компонента.

Отгрузка руды потребителю – работы на земной поверхности по погрузке рудной массы из бункеров и открытых складов в железнодорожные вагоны, автомашины или на другие виды транспорта, которыми отвозят ее на обогатительную фабрику или металлургический завод.

Г.Процессы управления качеством рудной массы:
• процессы усреднения качества рудной массы;
• сортировка рудной массы;
• предконцетрация.

Усреднения качества рудной массы. Для эффективной переработки рудной массы в большинстве случаев необходимо, чтобы содержание полезных компонентов в ней было более или менее стабильным (колебания не более чем на 5 – 10 относительных процентов). Усреднение качества достигается регулированием порций, в которых рудная масса поступает из различных забоев.
Для этого определяют качество рудной массы по забоям, рудоспускам, вагонам, бункерам и т.п., передают полученную информацию на диспетчерский пункт, а команды с диспетчерского пункта – соответствующему персоналу.
Сортировка рудной массы – применяемое на некоторых рудниках разделение рудной массы на сорта, перерабатываемые по отдельности. Сюда же можно отнести породоотборку, т. е. удаление из рудной массы кусков пустой породы. Сортировку осуществляют геофизическими методами (как, например, по интенсивности радиоактивного излучения), по крупности или визуально; делают это в очистных блоках и на специальных установках под землей и на поверхности.

Д. Процессы перемещения пустой породы вне проходческого забоя.
• транспорт пустой породы (или некондиционной руды);
• подъем пустой породы;
• образование породных отвалов или использование породы для закладки в очистных блоках.

Транспорт пустой породы (или некондиционной руды) – перемещение ее от проходческого забоя до шахтного ствола или породоспуска, удаленного от проходческого забоя. Осуществляется электровозами в вагонах или самоходными пневмоколесными машинами, если их используют при проходке выработок.

Подъем пустой породы осуществляют по вертикальным или наклонным шахтным стволам в клетях, скипах или автосамосвалах.
Образование породных отвалов – работы по размещению на земной поверхности выданной из шахты пустой породы. Породу размещают в плоских или конусных отвалах либо сваливают в зону сдвижения пород. От шахтного ствола доставляют породу в отвалы автомашинами, электровозами в вагонах, конвейерами или по подвесной канатной дороге.
Вспомогательные производственные процессы призваны обеспечить эффективное и безопасное выполнение основных производственных процессов.

А. Монтажные и ремонтные работы:
• монтажно-демонтажные работы;
• ремонт оборудования;
• ремонт горных выработок;
• чистка горных выработок.
Монтажно-демонтажные работы в очистных блоках выполняются механической службой рудника или забойными рабочими.
Ремонт оборудования выполняется механической службой рудника. Мелкий ремонт забойного оборудования иногда производят на месте забойные рабочие.
Ремонт горных выработок, чистка горных выработок осуществляются рабочими производственного или транспортного участков.

Б. Перемещение людей, транспортирование материалов и оборудования:
• спуск-подъем людей, материалов и оборудования;
• вспомогательный транспорт от ствола до очистного блока;
• доставка материалов и оборудования.
Спуск-подъем людей, материалов и оборудования осуществляется по вертикальным или наклонным шахтным стволам в клетях или в автомашинах. В последнем случае на ряде рудников привозят людей и грузы автомашинами с земной поверхности непосредственно к рабочему месту.

Вспомогательный транспорт – перемещение людей, материалов и оборудования от  ствола, а при вскрытии штольней – с земной поверхности до рабочего места или склада. Осуществляется электровозами (в вагонах или специальных тележках) или, все чаще, автомашинами, а на ряде зарубежных рудников – ленточными конвейерами или подвесной канатной дорогой. На вспомогательном транспорте обычно заняты рабочие транспортного участка.
Доставка материалов и оборудования в очистных блоках – перемещение от этажных выработок до мест использования. Осуществляется специальной бригадой или забойными рабочими.

В. Процессы энергоснабжения, вентиляции и водоотлива:
• электроснабжение;
• снабжение сжатым воздухом;
• водоснабжение;
• вентиляция, кондиционирование и очистка воздуха;
• водоотлив.

Работы по электроснабжению – работы по монтажу и обслуживанию участковых подстанций и сетей для подачи энергии к электродвигателям горных машин и установок и к осветительным приборам.

Работы по снабжению сжатым воздухом – обслуживание компрессорной станции и магистральных воздухопроводов, прокладка, ремонт и демонтаж местных воздухопроводов. Местными воздухопроводами обычно заняты слесари добычных участков.
Работы по водоснабжению – прокладка и обслуживание трубопроводов для подачи воды к бурильным машинам, а также устройствам для орошения мест с сильной запыленностью, образования водяных завес на пути движения запыленного воздуха и т. п. Выполняются механической и иногда вентиляционной службой рудника.
Работы по вентиляции, кондиционированию и очистке воздуха, включая подогрев его в зимнее время и охлаждение на глубоких рудниках. Сюда входят обслуживание вентиляционных и других установок, монтаж и демонтаж вентиляторов и труб для местного проветривания, возведение и разборка вентиляционных дверей и перемычек и т. п.
Работы   по   водоотливу – обслуживание   насосной   станции   и водоотливных ставов, сооружение и обслуживание местных водоперепускных устройств, чистка водосборников.

Г. Геолого-маркшейдерские работы:
Геологическое обслуживание горных работ, осуществляемое геологической службой рудника.
Маркшейдерское обслуживание горных работ, осуществляемое маркшейдерской службой рудника.
Внешний контроль за качеством рудной массы, осуществляемый отделом технического контроля и химической лабораторией.

Д. Прочие вспомогательные работы:
• обслуживание складов материалов и оборудования;
• обслуживание бытового комбината и т. п.
С точки зрения изучения процессов можно разделить их в более крупном плане на две группы:
первая группа – процессы очистных работ, т. е. собственно выемка полезного ископаемого;
вторая группа – процессы обеспечения очистных работ, т. е. все работы, выполняемые для того, чтобы можно было вынимать полезное ископаемое.

Добытые руды черных и цветных металлов представляют собой сырье, которое за редким исключением (например, самородки) не может быть непосредственно использовано в промышленности. Поэтому рудное сырье подвергается последующей переработке, т. е. обогащению и металлургическому переделу.

Обогащение – выделение из руды полезных компонентов и их отделение от ненужных и вредных примесей. В результате обогащения получают концентраты, содержание металлов в которых гораздо выше, чем в исходной руде (иногда, для цветных металлов, в сотни раз).

Концентраты направляют на металлургический передел, из них получают металлы. Иногда из богатых руд, например, из железных, при содержании железа более 50 – 55 %, металл можно получить непосредственно при металлургическом переделе сырой руды, минуя стадию обогащения.

Обобщая изложенное ранее, можно представить совокупность основных производственных процессов подземной добычи и переработки, металлических руд в виде технологической схемы (рис. 4.1), которая отражает последовательность выполнения и взаимосвязь этих процессов, т. е. технологию работ.

На рис. 4.1. показано также отношение тех или иных производственных процессов к определенной стадии разработки месторождения.

© Кузьмин Е.В., Хайрутдинов М.М., Зенько Д.К.
"Основы горного дела"

Запрещается любое копирование и распространение информации без письменного согласия авторов учебника "Основы горного дела" 

ЭКСКЛЮЗИВНЫМ ПРАВО НА ПУБЛИКАЦИЮ ОБЛАДАЕТ "ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫЙ ПОРТАЛ РОССИИ"