CC BY
13
- © A.A. Еременко, B.A. Еременко,
P.A. Доев, O.A. Коврыгин, 2013
УДК 622.2; 622.831
A.A. Еременко, B.A. Еременко, P.A. Доев, O.A. Коврыгин
ТЕХНОЛОГИЯ ВЕДЕНИЯ ОЧИСТНЫХ PAEOT ПРИ ОТРЛБОТКЕ ОХРЛННЫХ ЦЕЛИКОВ HA УДAPOOПAСНOM МЕСТОРОЖДЕНИИ
Предложена технология ведения очистных работ при отработке охранных целиков под стволы, реку и др. Определены технологические схемы выемки руды на различных участках удароопасного месторождения в период 2010—2020 гг. Ключевые слова: технология, очистные работы, охранный целик, блоки, система разработки.
В настоящее время остаток балансовых запасов выше гор. -350 м Таштагольского месторождения по сумме категории А + В + С1 по состоянию на 01.01.2010 г. по участкам Восточному, Северо-Западному и Юго-Восточному составляет свыше 45 тыс. т с содержанием железа 45,1 %, в т.ч. запасы по Восточному участку 25,6 тыс. т содержит
48,5% железа и по Северо-Западному — 12,3 тыс. т (45,4 % железа).
Часть запасов руды Восточного и Северо-Западного участков в объеме 7,972 млн т, содержащие 44% железа, попадают в охранный целик под объекты промплощадки (стволы Северный, Ново-Капитальный и др.) и их планируется отработать с заклад-
кой твердеющими смесями. В целом с доработкой свободных от целиков запасы руды по участкам составляют 34,719 млн т. В целом суммарные запасы руды на пяти участках по состоянию на 01.01.2010 г. составляют более 700 млн т, в т.ч. на участке Глубокий — более 400 млн т (рисунок).
Действующим проектом вскрытия и отработки запасов руды Таштаголь-ского месторождения до гор. -350 м отработка запасов северного фланга р.т. 1 Восточного участка предусматривается с применением этажно-камерной системы разработки с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями.
Порядок перехода от системы с обрушением руды и вмещающих пород к системе с закладкой выработанного пространства предусматривает образование в массиве пород разделительного рудного целика, непосредственного являющегося переходным участком и искусственным барьерным целиком. Ширина разделительного целика 27 м, угол падения его плоскости 65°.
Однако на основе мониторинга процессов сдвижения горных пород в зоне горных работ выполнена оценка влияния отработки руд Восточного участка на стволы Северный и Ново-Капитальный. Заключением ВостНИГРИ о сроках и условиях возможной эксплуатации объектов существующей промплощадки Ташта-гольского филиала ОАО «Евразруда» в зонах влияния горных разработок при развитии горных работ в соответствии с проектными решениями предельным сроком эксплуатации
стволов Северный и Ново-Капитальный был определен 2015 г., при этом считается целесообразным отработку запасов руды без пуска закладочного комплекса в связи с подработкой основных охраняемых объектов промплощадки. Причем отработка запасов северного фланга месторождения с твердеющей закладкой замедлит скорости деформирования земной поверхности и охраняемых объектов.
В настоящее время месторождение эксплуатируется в границах согласованного горного отвода, в который входят запасы руды составляющие 65 млн т участков Восточный, Юго-Восточный и Северо-Западный от поверхности до гор. -350 м. Ташта-гольское месторождение вскрыто пятью стволами: Ново-Капитальным, Западным, Северным, Южным и Сибиряком. Ствол Ново-Капитальный, диаметром в свету 7,5 м, пройден до гор. -350 м, оборудован двумя скипами, клетью и бадьевым подъемом и предназначен для выдачи руды, спуска, подъема людей, материалов и оборудования. Ствол Западный пройден до гор. -350 м. В настоящее время находится в зоне опасных сдвижений на границе зоны трещин и эксплуатируется только в качестве вентиляционного. Ствол Северный, диаметром в свету 4,5 м, пройден до гор. -350 м, оборудован одноклетевым подъемом и предназначен для выдачи из шахты отработанного воздуха и производства части вспомогательных операций. Ствол Южный, диметром в свету 4,5 м, пройден до гор. -210 м. Далее до гор. -350 м пройден восстающий сечением 4 м2. Ствол служит для выдачи из шахты отработанного возду-
ха. Скипо-Клетьевой ствол Сибиряк пройден на глубину 1050 м и его надшахтный комплекс находятся в стадии незавершенного строительства. В настоящее время все стволы находятся в зоне влияния горных работ из-за сужения фронта очистных работ на гор. -210 ^ -350 м.
В настоящее время отработка месторождения производится только на участках Восточный (вне предохранительных целиков) и Юго-Восточном с применением системы разработки этажного принудительного обрушения. Плановый объем добычи сырой руды на 2010 г. составляет 1,8 млн т. Существующая в настоящее время схема вскрытия не позволяет вести эффективную планомерную отработку месторождения, так как из общего количества балансовых запасов большая часть их находится в охранных целиках (предохранительных целиках) под реку Кондому, железнодорожные пути МПС, стволы Северный, НовоКапитальный, Южный.
Ввод в эксплуатацию закладочного комплекса позволит применить систему разработки с закладкой выработанного пространства в охранных целиках и слепых рудных телах. Отработка охранных целиков камерно-целиковой системой с твердеющей закладкой позволит расширить (на верхних и нижних горизонтах) фронт очистных работ и отодвинуть зоны концентрации динамических явлений различной интенсивности вглубь вмещающего массива горных пород за районы ведения очистных работ на разных участках месторождения, в том числе на гор. -350 м, и обеспечить повышение безопасности в шахте.
Запасы железной руды Таштаголь-ского месторождения по технологии отработки разделяются на следующие:
• свободные от целиков запасы, включающие в себя часть участка Восточный, участка Юго-Восточный и разделительный целик, отрабатываемые технологией с обрушением;
• запасы в охранных целиках под р. Кондома и жилой поселок, включающие в себя часть участка Восточный, участки Северо-Западный и Западный, отрабатываемые технологией с твердеющей закладкой;
• запасы в охранных целиках под объекты Западной промплощадки, отрабатываемые технологией с обрушением после их переноса.
Для отработки запасов руды технологией с обрушением вмещающих пород принята система этажного принудительного обрушения с отбойкой руды пучками сближенных скважин на компенсационные камеры эллипсовидной формы и зажатую среду с вибровыпуском руды. При технологии отработки с заполнением выработанного пространства твердеющими смесями принимается камерный вариант системы разработки. При дальнейшей отработке рудных участков рассмотрены дополнительные технологические решения по перемещению фронта очистных работ, с точки зрения технологии, на период от 2016 до 2018 гг. и 2019—2020 гг. при производительности 1,9 млн т сырой руды в год.
В 2016—2018 гг. также предлагается ограничиться Восточным участком в этаже (-350) + (-280) м в блоках № 10, 11, 23 и 24 с объемом добычи руды 1,5 млн т (34%) (табл.).
Затем, отрабатываются блоки № 1, 01, 02, 03, 05 с закладкой выработанного пространства в этажах (210) ■ (-140) и (-280) ■ (-210) м с объемом добычи руды 1,35 млн т (46,1%). На Юго-Восточном участке выемка запасов в объеме 2,711 млн т (27,4%) производится из блоков № 1—4 в этажах (±0) ■ (-140) и (-140) ■ (-70) м.
В 2019—2020 гг. по технологической схеме на Восточном участке вводятся в эксплуатацию блоки № 9, 35 и 36 в этаже (-350) ■ (-280) м с объемом добычи 1 млн т (33,5— 34,4%); с закладкой выработанного пространства — блоки № 1, 2 в этаже (-210) ■ (-140) м и блоки № 04, 05 и далее в сторону разделительного целика в этаже (-280) ■ (-210) м с объемом добычи сырой руды 0,9 млн т (43—46%). На Юго-Восточном участке вынимаются блоки № 2 и 3 в этажах (± 0) ■ (-140), при этом объем добычи руды составит 1,314 млн т (27—28%). Далее отрабатывается разделительный целик системой с обрушение сверху вниз, начиная с этажа (-140) ■ (-70) м. На Северо-Западном участке системой с закладкой выработанного пространства отрабатываются блоки в этаже (-280) ■ (-210) м. Объем добычи сырой руды составит 1,0 млн т (42,4%). Таким образом, предлагаемые технологические схемы позволят перейти к интенсивной отработке запасов руды на северном фланге Восточного участка и Северо-Западного участка с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями, и тем самым поддержать производительность предприятия в пределах 1,9 млн т в год.
Вскрытие и подготовка участка Глубокий через 10—15 лет как самостоятельно, так и совместно с Восточным, Юго-Восточным и СевероЗападным участками позволит увеличить производство сырой руды до 4— 6 млн т в год и более. Необходимо отметить, что участок Глубокий расположен на довольно большой глубине от поверхности — около 1000 м (верхняя отметка — 470 м). Отработка участка Глубокий возможна с использованием существующих стволов и выработок в целях снижения затрат на вскрытие и подготовку участка. Руды участка Глубокий имеют высокое содержание железа, хорошо обогащаются. В результате этого можно будет получать до 3—4,5 млн т железорудного концентрата с содержанием железа 44—45% в год. Поскольку участок еще не вскрыт, возможны любые варианты вскрытия и отработки его с применением самых современных технологий, в том числе и зарубежных, что позволит обеспечить высокие экономические показатели.
Выемка запасов руды из охранных целиков за период от 2015 до 2018 (2020) гг. возможна, в случае стабилизации геодинамической ситуации в массиве пород северного фланга Восточного участка в разделительном рудном целике и искусственном массиве из закладки на весь период отработки и оформления этих целиков. Поэтому, для применения разработанных технологических решений следует в дальнейшем рассмотреть геомеханическое состояние вмещающего массива горных пород в районе блоков, рудных целиков и стволов данных участков.
Таблица
Расчет объемов добычи сырой руды и производства первичного концентрата по Таштагольскому филиалу на период 2011—2020 годов с вводом закладочного комплекса в 2011 году
К выемке запасов на 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
1.01.2011т т.т. Fe т.т. Fe т.т. Fe т.т. Fe т.т. Fe т.т. Fe т.т. Fe т.т. Fe т.т. Fe т.т. Fe
С.р. т.т
Восточный участок (обрушение) 960 36.9 760 36.4 740 35.3 500 33.7 500 34.8 500 34.0 500 34.0 500 33.2 500 34.4 500 33.5
в т.ч. выше гор. (-280)м. 960 460 40.0 260 39.9 240 38.0 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0 0.0
(-210) Блок 4-5 683 683 460 40 223 38
(-280) Блок №7 277 277 37 51 240 38
Этаж(-350)-(-280)м 4953 Fe 46.2 500 34.0 500 34.7 500 34.0 500 33.7 500 34.8 500 34.0 500 34.0 500 33.2 500 34.4 500 33.5
Блок №9 607 607 22 38 300 34 285 33
Блок №10 579 579 101 38 300 34 178 33
Блок № 11 261 261 200 36 61 32
Блок № 12 158 158 158 32
Блок №13 (рудный штрек) 178 178 60 36 118 34
Блок №14 244 244 22 36 222 35
Блок №19 203 203 203 31
Блок №20-21 512 512 99 36 330 34 83 30
Блок №22 213 213 55 38 158 34
Блок №23 380 380 142 34 238 32
Блок №24 600 600 100 36 200 34 300 33
Блок №32 342 342 277 35 65 30
Блок №33 198 198 198 36
Блок №34 110 ПО 110 36
Блок №35 392 332 200 35 132 33
Блок №36 712 83 83 36
Юго-восточный участок (оопмп) 600 27.9 647 275 617 27.7 677 27.5 657 27.4 657 273 657 27.4 657 27.4 657 27.4 657 27.4
Этаж (+0)-(+140)м 2269 Ре 30,9 420 27,0 300 27,0 300 27,3 360 27,0 95 27,0 0 0,0 0 0,0 0 0,0 0 0,0 0 0,0
Блок №2 15 15 15 26
Блок №3 960 960 405 27 300 27 255 27
Блок №4 500 500 45 29 360 27 95 27
Этаж (- 70)-(+0)м 4524 Ре 30,9 180 30,0 347 28,0 317 28,0 317 28,0 562 27,4 437 27,0 397 27,0 397 27,0 397 27,0 397 27,0
Блок № 1 1500 1491 180 30 347 28 317 28 317 28 330 27
Блок №2 1512 1512 232 28 437 27 397 27 397 27 49 27
Блок №3 1512 745 348 27 397 27
Этаж (-140)-(- 70)м 5470 Ре 30,9 740 220 28,0 260 28,0 260 28,0 260 28,0 260 28,0
Итого системами с обрушением 1560 33,4 1407 32,4 1357 31,8 1177 30.1 1157 30.6 1157 30.2 1157 30.2 1157 29.9 1157 30.4 1157 30.0
Закладка 4627 197 44,4 450 43,7 500 43,8 680 43.3 700 43.9 700 44.4 700 44.7 700 43.9 700 43.8 700 43.5
Восточный участок (закладка) 97 48,2 300 44,7 350 44,5 450 43,5 450 44,7 450 45,5 450 46,0 450 44,8 450 44,6 450 44,1
Этаж(-140)-(- 70)М 1045 Ре 46,3 1067 97 48,2 300 44,7 350 44,5 220 45,8 100 48,1 0 0,0 0 0,0 0 0,0 0 0,0 0 0,0
Блок 01 Кам 1 75 75 75 44
Кам 2 75 75 75 48
Кам 3 75 75 75 46
Кам 4 75 75 22 49 53 46
Кам 5 75 75 47 43 28 43
Блок 02 Кам 1 80 80 50 44 30 44
Кам 2 80 80 80 47
Кам 3 85 85 85 42
Кам 4 85 85 85 42
Блок 03 Кам 1 70 70 70 42
Продолжение табл.
К выемке запасов на 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
1.01.2011 г т.т. Ре т.т. Ре т.т. Ре т.т. Ре т.т. Ре т.т. Ре т.т. Ре т.т. Ре т.т. Ре т.т. Ре
С.р. т.т
Блок 1 Кам 1 65 65 35 48 30 46
Кам 2 80 80 57 49 23 49
Кам 3 70 70 70 49
Кам 4 77 77 77 48
Этаж (-140)-(-210)М 2722 Ре 44,3 1790 0 0,0 0 0,0 0 0,0 230 41,4 350 43,7 450 45,5 450 46,0 310 46,1 250 46,0 200 44,5
Блок 2 Кам 1 65 65 65 44
Кам 2 80 0
Кам 3 80 45 45 46
Блок 1 Кам 1 75 75 75 44
Кам 2 85 85 85 44
Кам 3 85 85 85 44
Кам 4 85 85 65 48 20 46
Кам 5 85 85 80 48 5 46
Кам 6 75 75 75 44
Блок 01 Кам 1 75 75 75 44
Кам 2 75 75 75 44
Кам 3 90 90 25 48 65 46
Кам 4 90 90 20 48 70 48
Кам 5 75 75 75 46
Кам 6 75 75 75 46
Блок 02 Кам 1 75 75 75 44
Кам 2 75 75 75 44
Кам 3 85 85 85 48
Блок 02 Блок 03 Кам 4 85 75 30 48 45 48
Кам 5 75 75 75 48
Кам 6 75 75 75 44
Кам 1 85 85 85 44
Кам 2 80 80 80 46
Кам 3 75 75 35 46 40 46
Кам 4 80 80 80 46
Кам 6 70 70 70 44
Блок 04 Кам 1 94 94 94 40
Кам 2 80 80 80 44
Кам 3 80 80 80 40
Кам 4 56 56 56 40
Этаж(-280)-(-210)М 1045 Ре 46,3 140 0 0,0 0 0,0 0 0,0 0 0,0 0 0,0 0 0,0 0 0,0 140 42,0 200 43,0 250 43,8
Блок 05 Кам 1 60 60 60 42
Кам 2 70 70 70 42
Кам 3 50 50 50 40
Кам 4 80 80 80 42
Блок 04 Кам 1 80 80 80 44
Кам 2 90 90 90 44
Кам 3 80 0
Кам 4 90 0
Кам 5 80 80 70 44 10 44
Кам 6 80 80 80 45
Северо-западный участок 100 40,60 150 41,78 150 42,00 230 42,85 250 42,40 250 42,40 250 42,40 250 42,40 250 42,40 250 42,40
Этаж (-210)-(-140)м 640Ре 42,4 630 100 40,6 150 41,8 150 42,0 230 42,8 0 0,0 0 0,0 0 0,0 0 0,0 0 0,0 0 0,0
Блок № 12 Кам 1 60 60 60 41
Кам 2 64 64 64 42
Окончание табл.
К выемке запасов на 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
1.01.2011 г С.р. т.т т.т. Ре т.т. Ре т.т. Ре т.т. Ре т.т. Ре т.т. Ре т.т. Ре т.т. Ре т.т. Ре т.т. Ре
Блок №13 Кам 1 84 84 84 42
Кам 2 40 40 40 40
Блок №14 Кам 1 60 60 11 44 49 42
Кам 2 55 55 55 41
Блок №3 Кам 1 37 37 37 42
Блок №4 Кам 1 50 50 50 42
Кам 2 55 55 55 42
Блок №5 Кам 1 65 65 65 45
Кам 2 60 60 60 42
Этаж (-280)-(-210)м 3982 Ре 42.4 150С 250 42,4 250 42,4 250 42,4 250 42,4 250 42,4 250 42.4
ГПР т.т. 43 ил 43 35,11 43 35,0-1 43 34,95 43 35,59 43 35,55 43 35,7С 43 35,2С 43 35,4? 43 35,1С
Добыча всего т.т. 1800,0 34,1 1900,0 35.1 1900,0 35.0 1900,С 35.0 1900,0 35.6 1900,0 35.6 1900,С 35.7 1900,0 35.2 1900,0 35.5 1900,С 35.1
Производство концентрата 42% (Ее в хвостах 9,8°о) т.т. 1388 42 1493 42 1489 42 1484 42 1522 42 1520 42 1528 42 1499 42 1515 42 1493 42
Таким образом, предложенная стратегия разработки Таштагольско-го месторождения, включающая отработку рудных запасов на Восточном, Юго-Восточном и СевероЗападном участках системами этажного принудительного обрушения,
этажно-камер-ной и камерно-цели-ковой с твердеющей закладкой выработанного пространства, позволяет на период от 2011 до 2020 гг. обеспечить производительность рудника 1,9 млн т сырой руды в год.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Еременко Андрей Андреевич — доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией,
Еременко Виталий Андреевич— кандидат технических наук, старший научный сотрудник,
ИПКОН РАН, eremenko@ngs.ru,
Доев Руслан Азгиреевич— директор,
Коврыгин Олег Александрович — главный инженер,
Медно-химический комбинат, филиал ТОО «Корпорация Казахмыс».
- ОТДЕЛЬНЫЕ СТАТЬИ
ГОРНОГО ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО БЮЛЛЕТЕНЯ
(ПРЕПРИНТ)
РАЗВИТИЕ НАУЧНЫХ ПОДХОДОВ К ОБОСНОВАНИЮ ПРОЕКТНЫХ
РЕШЕНИЙ И ФОРМ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
УГОЛЬНЫХ ШАХТ
Оганесян Николай Каренович - аспирант, msmu-prpm.yandex.ru,
Московский государственный горный университет.
В современных условиях особую значимость приобретает научная задача повышения объективности и надежности принятия проектных решений и положительных инвестиционных решений по развитию и обновлению шахтного фонда угольных компаний России, что предполагает создание единой методологической базы, синтезирующей в себе как уже известные и положительно зарекомендовавшие себя аспекты анализа, оценки и мониторинга, та к и ряд новых технико-экономических аспектов, направленных на создание конкурентоспособного шахтного фонда, повышения рентабельности и инвестиционной привлекательности угледобывающих предприятий в условиях рыночной экономики.
DEVELOPMENT OF SCIENTIFIC APPROACHES TO A SUBSTANTIATION
OF THE DESIGN DECISIONS AND FORMS OF DEVELOPMENT
OF THE TECHNOLOGICAL SYSTEMS OF COAL MINES
Oganesyan Nikolaiy Karenovich
Presented system of methodical recommendations, presented in the form of the methods of realization of the conceptual approach to the selection and justification of strategies for the development of technological systems of coal mines in the competitive conditions, which are the basis of increase of their technological and economic efficiency. Given the results of the implementation of the algorithm integrated assessment of the technological systems of coal mines, based on the principles of qualimetry and formation of the integral-detailed prototype of the coal companies with the target direction of development and realization of the industrial-technological aspects of the strategies and forms of development of mine Fund.
Key words: integral index, summarizing function, coefficient of importance, mine Fund
