CC BY
56
НАР 4
КЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯК МОСКВА, МГГУ, 25.01.99 - 29.01.99
I
::: ^ а.с. зельберг, 2000
УДК 622.271:553.81
А.С. Зельберг
ТЕХНОЛОГИЯ ВНУТРЕННЕГО ОТВАЛООБРАЗОВАНИЯ НА ГЛУБОКИХ АЛМАЗОДОБЫВАЮЩИХ КАРЬЕРАХ ЯКУТИИ
О
ткрытая разработка коренных месторождений алмазов Якутии, запасы которых составляют основу сырьевой базы отечественной алмазодобывающей промышленности, характеризуется уникальными по сложности природными и горнотехническими факторами. Кимберлитовые трубки находятся в труднодоступном районе с суровым климатом, при ограниченной горизонтальной мощности залегают на большую глубину и обводнены напорными минерализованными рассолами. Алмазодобывающие карьеры разрабатывают с высокой интенсивностью, применяя экскаваторно-автомо-бильные комплексы. Периодические реконструкции бортов приводят к поэтапному расширению контуров и увеличению глубины открытых горных работ. Карьеры имеют округлую форму и минимальные отношения длины на поверхности к глубине (от 2 до 4), что характеризует стесненность ведения горных работ. Их проектная глубина составляет от 285 до 610 м, перспективная - до 900 м, а генеральные углы наклона бортов достигают 50-550.
В настоящее время основные по объему добычи алмазов и наиболее крупные по объему выработанного пространства карьеры «Удачный» (430 млн. м3) и «Мир» (165 млн. м3) достигли глубины 450 м. При этом за последние пять лет удельная себестоимость разработки горной массы возросла более чем в 3 раза. Существенное отрицательное влияние на работу карьеров оказывает явление за-
газованности атмосферы, что вызывает их длительные простои (составляющие за год до 19 % календарного фонда времени), резкое снижение эффективности использования горнотранспортного оборудования и потери объемов производства.
В этих условиях для повышения эффективности открытого способа разработки внедрение технологий, направленных на снижение затрат и экономию всех видов ресурсов, имеет особую важность. Среди основных ресурсосберегающих направлений разработки кимберлитовых трубок таких, как сохранение природного качества кристаллов алмазов, оптимизация углов наклона и конструкции бортов карьеров, совершенствование параметров буровзрывных работ и др., все большее значение приобретает технология внутреннего отвалообразова-ния.
Временные внутренние отвалы вскрышных пород стали использовать на кимберлитовых карьерах с середины 80-х годов. На широкой площадке одного из верхних горизонтов карьера «Мир» для ускоренной доработки промежуточного этапного контура глубиной 455 м в условиях ограниченных провозных возможностей технологического транспорта был сформирован отвал, впоследствии отработанный в ходе реконструкции бортов. В карьере «Удачный», поэтапное развитие которого происходит без остановки добычных работ, после увеличения глубины (более 300 м) и продолжительности простоев нижних горизонтов по причине загазованности (более 1000 часов в год, в основном, приходящиеся на период
октябрь-март), также на верхних горизонтах, стали создавать один-два отвала емкостью 0,3-0,7 млн. м3, на срок до 4 месяцев. Это позволило, используя их в качестве временных перегрузочных пунктов, иметь необходимый объем подготовленных запасов и выполнять в течение года плановые производственные показатели.
Расширение объемов внутреннего отвалообразование на карьере «Удачный» произошло после того, как его глубина превысила 400 м, а горные работы в смежных этапных контурах вступили в завершающую стадию их совмещения. Количество отвалов внутри карьера, емкостью от 0,4 до 1,2 млн. м3, возросло до пяти. Они расположены по всем направлениям вывозки вскрышных пород из карьера на участках борта, поставленных в конечное положение. Их местоположение и границы не препятствуют развитию карьера до конца отработки по действующему проекту, не нарушают его транспортную схему, а также обеспечивают условия, не осложняющие организацию вторичной экскавации пород во внешние отвалы. Таким образом, это позволяет использовать отвалы не только как перегрузочные пункты, складируя в них вскрышу на длительный срок (более года), но и превратить их в постоянные.
В результате реализации данного технического решения около четверти годового объема вскрыши (2,8 млн. м3), произведенного в 1997 г., было размещено внутри карьера. За счет уменьшения высоты подъема и расстояний транспортирования пород (соответствен-но, на 100-130 м, 1,82,7 км) произошло сокращение грузооборота на 13 млн. ткм. Высвободившиеся провозные возможности были направлены на выполнение сверхпланового объема вскрыши, необходимого для ускоренного совмещения этапных контуров карьера с учетом ранее допущенного отставания. Экономический эффект составил 30 млн. деноминированных рублей. Дополнительный эффект от использования внутренних отвалов в качестве пунктов перегрузки ожидается в последующие годы (в 1998 г. - около 8 млн. руб.).
За счет сокращения простоев, повышения производительности и ритмичности в работе при организации
системы внутренних отвалов в карьере «Удачный», улучшились показатели использования горно-
транспортного оборудования. Описанные выше технологические схемы могут быть эффективно применены на других кимберлитовых карьерах («Юби-лейный» и «Зарница»), после достижения ими соответствующих глубин разработки.
Дальнейшие исследования направлены на максимально полное использование ресурса выработанного пространства алмазодобывающих карьеров в процессе их отработки до конечной глубины. При этом необходимо совокупно учитывать календарный график разработки месторождения, развитие схемы вскрытия карьера и изменение параметров его бортов.
Система капитальных вскрывающих выработок карьера «Удачный» до глубины 200 м хорошо развита, т. к. сформирована для условий одновременного ведения горных работ в смежных этапных контурах. Наличие «встречных» съездов позволяет широко варьировать направления движения рудного и вскрышного грузопотоков. При снижении годовых объемов производства горной массы и грузооборотов, происходящих на стадии доработки карьера, полное сохранение системы вскрытия представляется нецелесообразным, поскольку частичный перенос и ликвидация
лишних участков капитальных съездов позволяет существенно увеличить емкость внутренних отвалов. Борта карьера имеют значительный запас по устойчивости (зна-чения коэффициента запаса - 1,4-1,6) и выпуклый профиль, наклон которого в верхней части меньше угла естественного откоса складируемых пород.
Это дает возможность разместить внутри карьера «Удачный» еще 21,5 млн. м3 вскрыши, сократить расстояние транспортирования до отвала, в среднем, на 150 м и грузооборот не менее чем на 106 млн. ткм. Геомеха-ническая оценка бортов карьера «нагруженных» отвалами показала, что их устойчивость обеспечивается с достаточным запасом. Перестройка схемы транспортных коммуникаций с формированием новых выездов из карьера по телу внутренних отвалов также позволяет более эффективно производить внешнее отвалообразо-вание. Рациональный порядок и календарный график заполнения вскрышей выработанного пространства карьера определяется на основе технико-экономической оценки по критерию наибольшего значения чистой текущей прибыли в процессе эксплуатации, что максимально компенсирует возрастающую с глубиной трудоемкость добычи.
Меньшими потенциальными возможностями для внутреннего отвало-
образования на верхних горизонтах обладают другие глубокие алмазодобывающие карьеров: «Мир» - емкость 1,7 млн. м3; «Юбилейный» - 7,5 млн. м3. В последнем случае в условиях применения углубочной веерной системы разработки указанная емкость может быть значительно увеличена при опережающем достижении конечной глубины и постановке бортов в предельное положение на одном из флангов карьерного поля.
Таким образом, следует заключить, что технология внутреннего отвалообразования, применяемая на алмазодобывающих карьерах Якутии - важное ресурсосберегающее направление при разработке крутопадающих, ограниченных в плане месторождений, какими являются кимберлитовые трубки. В условиях поэтапного развития глубоких карьеров внутренние отвалы являются необходимым элементом. Они имеют двойное назначение (временного или постоянного отвала и перегрузочного пункта), позволяют ускорить интенсивность разноса временных бортов карьера, а, также, выступают, как способ «догрузки» бортов в конечном положении, давая возможность полнее использовать естественную несущую способность массивов вмещающих пород.
Зельберг А.С. Якуїниироа.імаз.
