Моделирование организации очистных работ на Гайском подземном руднике при различных составах закладочной смеси Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

----------------------------------© А.В. Чсрнухин, Э.И. Богуславский,

2007

УДК 622.331.015.13

А.В. Чернухин, Э.И. Богуславский

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ ОЧИСТНЫХ РАБОТ НА ГАЙСКОМ ПОДЗЕМНОМ РУДНИКЕ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СОСТАВАХ ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ

Семинар № 19

Использование закладки на подземных рудниках обусловлено необходимостью поддержания руды и вмещающих пород. Для отработки Гайского месторождения медных руд применяется этажнокамерная система разработки с последующим заполнением выработанного пространства твердеющей закладкой. Длина очистного блока составляет 80 м, высота- 80 м. Блок разбивается на камеры шириной 20 м, отрабатываемые в 2 стадии. После отработки камеры первой очереди заполняются твердеющей смесью. Для безопасности работ в камерах второй очереди закладочный массив в камерах первой очереди должен набрать нормативную прочность, что существенно осложняет организацию очистных работ и негативно сказывается на себестоимости добычи полезного ископаемого. При нормативной прочности 5 МПа срок ее набора закладочным массивом на Гайском подземном руднике составляет 6 месяцев. Для создания оптимальной организации очистных работ необходимо уменьшить время набора искусственным массивом необходимой прочности.

Г одовая производственная мощность Гайского рудника в настоящее время составляет 3 млн т. Исходя из необходимости выполнения годовой

производительности, можно вычислить необходимое количество очистных блоков, находящихся в эксплуатации. В каждом блоке одновременно отрабатываются по две камеры. Производительность каждой составляет 1400 т/сут. Следовательно, производительность блока, находящегося в процессе очистной выемке, с учетом коэффициента одновременности составит 2300 т/сут. Но между отработкой камер первой и второй очереди необходимо время для набора закладкой нормативной прочности, что существенно снижает среднюю эксплуатационную производительность очистного блока.

Средняя эксплуатационная производительность очистного блока с запасом 980000 т., при времени отработки камеры 180 суток и периода набора прочности закладочным массивом 180 суток снижается с 2300 до 1800 т/сут из-за технологического простоя в блоке, необходимого для безопасной отработки камер второй очереди. При этом количество блоков, необходимых для обеспечения годовой мощности рудника 3 млн т, при вышеперечисленных параметрах составит 6.

Но искусственный массив в заложенных камерах оказывает влияние на нижележащий горизонт, поэтому для более точного результата была

шлака и цемента

Возраст закладочного массива, сут прочностью 5МПа Цемент М300 на 1 3 м закладки Молотой доменный гран-шлак на 1м3 закладки Хвосты обогащения на 1 м3 закладки Вода на 1м3 закладки Необходимое количество очистных блоков

90 80 250 1360 450 4

120 70 280 1380 460 5

150 60 320 1390 470 6

180 40 360 1400 480 8

Рис. 1 Планограмма отработки запасов этажа 1150 - 1230

------ - камера в очистной выемке

__ __ - камера в закладке

- отработанная камера

построена планограмма отработки очистных блоков с учетом состояния заложенных камер в пределах одного горизонта, а так же выше- и нижележащего горизонтов (рис. 1). В результате построения планограммы выяснилось, что при сроке набора проч-

ности закладочным массивом 6 месяцев необходимо держать в эксплуатации 8 очистных блоков. Аналогичные планограммы были построены и для других составов закладочной смеси. При увеличении количества добавляемого в закладку цемента с 40 до

б/

еб

u

яр

а

р

с

Содержание цемента, кг/т

_ _ _ . Себестоимость закладочных работ — - - Себестоимость проходки и поддержание выработок Итоговая себестоимость

Рис. 2. Зависимость себестоимости добычи одной тонны руды от содержания цемента в закладочном материале

80 килограмм потребное количество очистных блоков снизилось с 8 до 4 (таблица).

Для исследования влияния состава закладочной смеси на организацию очистных работ и, как следствие, на себестоимость добываемой руды была разработана экономико-математическая модель, критерием которой являлась себестоимость добываемой руды, а переменным фактором - состав закладочного материала. На базе этой модели были разработаны алгоритм и компьютерная программа Microsoft EXEL. Ее реализация позволила определить

оптимальное содержание цемента в закладочной смеси 60 кг/м3, что обеспечивает проектное время набора прочности закладкой 150 суток.

В результате этих исследований была получена зависимость (рис. 2), из которой видно, что оптимальной является организация очистных работ при использовании состава закладки с содержанием цемента 60 кг/м3. В соответствие с этим для обеспечения годовой производственной мощности рудника понадобится держать в одновременной отработке 6 очистных блоков. ПТЩ

— Коротко об авторах---------------------------------------------------------------

Чернухин А.В., Богуславский Э.И. - Санкт - Петербургский государственный Горный институт (технический университет) им. Г. В. Плеханова.

Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 19 симпозиума «Неделя горняка-2007». Рецензент д-р техн. наук, проф. В.Ж. Аренс.