CC BY
36
------------------------------------------- © А.И. Косолапов, Ю.А. Килин,
И.И. Вашлаев, Е.В. Черепанов,
2006
УДК 622.271
А.И. Косолапов, Ю.А Килин., И.И. Вашлаев,
Е.В. Черепанов
ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАВАЛЕННОСТИ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ ПРИ ПОЭТАПНОМ ВЕДЕНИИ ГОРНЫХ РАБОТ НА КАРЬЕРАХ
Семинар № 12
Эффективность открытых горных работ повышается при поэтапной разработке месторождения. Под этапной разработкой месторождения понимают порядок горных работ, при котором разрабатывают не все карьерное поле сразу, а поочередно (поэтапно) его части. При этом в карьерном поле формируют временный нерабочий борт, разносимый по мере углубления карьера, или в пределах конечного контура организуют карьер первой очереди, отрабатываемый с опережением. Благодаря разделению карьера на этапы выемка значительного объема вскрышных пород в его контуре переносят на более поздние периоды и общие приведенные к одному моменту оценки затраты на разработку месторождения, таким образом, сокращаются. Возможны различные схемы разделения карьерного поля на этапы, зависящие от конечной глубины карьера, размеров и конфигурации карьерного поля.
Кия-Шалтырское месторождение представлено крутопадающей штокверко-
образной залежью нефелиновых руд, вытянутой по простиранию на 2500 м. При его отработке в последние годы происходило постепенное отставание объемов вскрышных работ от плановых объемов. В настоящее время объем невыполненных вскрышных работ составляет свыше 10000 тыс. м3. В свою очередь, это привело
к сокращению протяженности добычного фронта, уменьшению ширины рабочих площадок и числа добычных уступов. Это соответствующим образом ухудшает условия выполнения процесса управления качеством добываемой руды; к отгрузке руды с заданным содержанием. При требуемом качестве отгружаемой руды по А1203 26,5±0,3 % фактическое содержание за 2002 г. находилось в пределах от 21,7 до 28,4 %, что превышает требуемое отклонение более чем на порядок. В разработку вынужденно вовлекались руды с содержанием ниже бортового (24 %), что в конечном итоге приводит к дополнительным потерям руды из-за необходимости поддержания среднего содержания на уровне 26,5 %. Также в процессе разработки месторождения происходило незначительное снижение качества добываемой руды, которое объясняется тем, что в первые годы эксплуатации отрабатывалась нагорная центральная часть месторождения, где располагались в основном высокоглиноземистые и рядовые руды. Но с постепенным вовлечением в отработку СЗ и ЮВ флангов месторождения и западного контакта рудного тела с вмещающими породами, где качество добываемой руды значительно ниже, чем в среднем по месторождению, качество добываемой руды снизилось.
Рис 1. Фрагмент плана горных работ по рудному телу на гор. 740- 750 с характерными зонами сброса вскрышных пород
В связи с этим, учитывая особенности рассматриваемого месторождения, необходимо вовлекать в разработку как можно больше добычных уступов, но это требует значительных затрат.
С увеличением глубины отработки месторождения происходит уменьшение размеров рабочей зоны вследствие того, что горные работы производились всегда с заниженным коэффициентом вскрыши. При отставании вскрышных работ на Кия-Шалтырском карьере происходит уменьшение размеров рабочей зоны за счет того, что значительная площадь рудного тела и добычных уступов завалена вскрышными породами от взрывов на верхних горизонтах (рис. 1 и 2). Постепенно уменьшалась длина фронта работ, сокращалось количество вскрышных и добычных забоев, сокращалась величина готовых к выемке запасов. Это привело к тому, что при производстве взрывных работ на верхних горизонтах неизбежно
будут засыпаны нижележащие горизонты.
На рис. 1 показано, что площадь рудного тела на данном участке месторождения составляет 172 тыс. м2, а площадь рудного тела, заваленного вскрышными породами с верхних горизонтов равна 65 тыс. м2 (38 %). Данная ситуация является характерной для всего карьера. При этом оставшаяся после отгрузки развала порода дополнительно разубоживает руду.
Проанализировав рабочее время экскаваторов установлено, что основную часть времени на добыче работает менее 3-х экскаваторов (53 %), присутствуют смены, когда не работал на добыче ни один экскаватор (15%). В качестве характерного примера на рис. 3 приведены данные по загрузке экскаваторов за один месяц.
Такое положение, в совокупности с уменьшением показателей качества руды на флангах рудного тела, приводит к снижению планового баланса качества и не-
обходимости увеличивать добычу руды по центру залежи.
Данное обстоятельство является одним из основных факторов нестабильного качества рудопотока из карьера, т. к. при отгрузке сброшенной взрывом породы с поверхности рудного тела из-за неровности поверхности, остается некоторый слой смеси руды и породы, который дополнительно разубоживает руду.
Таким образом, для дальнейшей отработки месторождения перспективна поэтапная отработка месторождения. Для
Рис. 2. Вид по сечению А-А (см. рис. 1) Кия-Шалтырского карьера:
1 - развал вскрышных пород с верхних горизонтов на рудном горизонте
Рис. 3. Количество добычных экскаваторов в работе в течение месяца
выбора места расположения этапа необходимо проанали-зиршать горно-геологическую характеристику участка и наличие заваленностей на нижележащих горизонтах. При удлиненных залежах целесообразно формирование временно нерабочего борта по длинной оси карьера. В этом случае длина целика получается достаточной для консервации в нем значительных объемов вскрыши. Разработку целика проводят этапами с выделением участков по длине борта. При этом сокращаются объемы за-валенности рудного тела, так как практически полностью отсутствует сброс породы с верхних горизонтов. Выделение этапов позволяет, так же, выделить участки рудного тела с близкими качественными характеристиками. Это обстоятельство позволяет обеспечить поступление на обогатительную фабрику рудного потока равномерного качества.
— Коротко об авторах ---------------------------------------------------------------------
Косолапое А.И. - заведующий кафедрой, профессор, доктор технических наук, Государственный университет цветных металлов и золота;
Килин Ю.А. - ассистент, Государственный университет цветных металлов и золота;
Вашлаев И.И. - ст. научный сотрудник, кандидат технических наук, Институт химии и химической технологии СО РАН;
Черепанов Е.В. - аспирант, Государственный университет цветных металлов и золота.
