CC BY
55
УДК 622.272
Пирогов Геннадий Георгиевич Gennady Pirogov
НОВАЯ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ СЛОЖНЫХ МОЩНЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ РУДНЫХ ТЕЛ
NEW RESOURCE-SAVING MINING TECHNOLOGY FOR COMPLICATED THICK STEEPLY DIPPING ORE BODIES
Статья посвящена повышению эффективности подземной разработки сложных мощных крутопадающих рудных тел. Предложена технология разработки таких тел сплошной слоевой выемкой наклонных прирезок с комбинированной закладкой, защищенная патентом
Ключевые слова: рудное тело, слоевая выемка, наклонные прирезки, закладка
The article considers increased efficiency of underground extraction of complicated thick steeply dipping ore bodies. The patented mining technology for such bodies by continuous drift slicing of inclined cutbacks with combined backfilling is offered
Key words: ore body, drift slicing, inclined cutbacks, backfilling
В настоящее время подземная разработка рудных месторождений сталкивается с целым рядом проблем, среди которых следует выделить возрастание горного давления, связанное с переходом горных работ на более глубокие горизонты и низкое качество руд, усугубляемое наличием в структуре рудных тел мелких и крупных породных включений. Распространенной системой разработки мощных крутопадающих рудных залежей является этажно-камерная система с отбойкой руды скважинами большого диаметра. Система высокопроизводительная, однако характеризуется существенными недостатками: потери руды в целом по блоку достигают 18...20 %, которые возрастают в условиях повышенного горного давления вследствие увеличения размеров целиков, сложностью, иногда невозможностью выделения пород при отработке сложных рудных тел. Предлагаемая система разработки сплошной слоевой выемкой наклонных прирезок с закладкой
[1] частично устраняет отмеченные недостатки, а также способствует оздоровлению окружающей среды, поскольку в качестве закладочного материала-заполнителя рекомендуется использовать отвальные (текущие) хвосты обогащения.
Сущность предложенной системы разработки заключается в следующем. Рудное тело в пределах очистного блока в направлении вкрест простирания условно делится на наклонные прирезки шириной до 8 м в зависимости от устойчивости руды с углом наклона, равным углу падения тела. Каждую прирезку отрабатывают снизу вверх горизонтальными слоями толщиной 3,0. 3,5 м начиная от висячего бока (рис. 1). Выработанное пространство отработанного слоя закладывают. При взрывании шпуровых зарядов в последнюю очередь взрывают заряды со стороны висячего бока, что позволяет формировать более удобный для погрузочных работ навал руды.
Рис. 1. Система разработки крутопадающих сложных мощных рудных тел сплошной слоевой выемкой наклонных прирезок с закладкой
Подготовка блока включает проходку полевых откаточных штреков 1 в висячем и лежачем боках, полевого наклонного съезда 3 с заездами 4 на очистные слои, на флангах блока — проходку откаточных ортов 2 и блоковых восстающих 5. В процессе очистной выемки на флангах блока в выработанном пространстве выкрепляют рудоспуски 6 и породоспуски 7. Нарезные работы состоят из выемки заходками первого (нижнего) слоя толщиной 3,5...4 м на всю ширину блока. С этой целью (разрез С — С) из откаточного орта 2 у висячего и лежачего боков проходят разрезные рудные штреки 8. Из разрезного штрека у висячего бока в направлении к лежачему в определенной последовательности отрабатывают, подготавливают к закладке и заполняют твердеющей закладочной смесью заходки 9 с предварительным устройством в них объемно-пространственных арматурных решеток. После выемки и закладки всех заходок нижнего слоя образуется железобетонный щит 12, служащий искусственной потолочиной 11 при отработке нижележащего блока.
При выемке прирезок породу из породных включений 13 отбивают и выдают раздельно, используя породоспуски 7.
Особенностью предлагаемой системы разработки мощных крутопадающих рудных тел является выбор типа закладки, способной сохранять свою форму и устойчивость в поперечных направлениях в случае отработки смежных слоев. Такой закладкой при использовании отвальных (текущих) хвостов обогащения может быть известная гранулированная твердеющая закладка. Существенным недостатком указанной закладки является ее повышенная стоимость, обусловленная высокой ценой цемента, имеющей тенденцию к росту вследствие увеличения в стране гражданского и промышленного строительства. Гидравлическая закладка снижает издержки на закладочные работы, но при выемке слоя ее невозможно удержать в границах смежного, уже отработанного и заложенного слоя соседней прирезки. Возможен вариант че-
редования твердеющей и гидравлической закладки: одну прирезку отрабатывать с применением твердеющей, смежную — гидравлической. Затраты снижаются, но остаются достаточно высокими. Нами предложена конструкция (рис. 2), включающая бесцементную гранулированную закладку 2 и удерживающую бетонную стенку 1 со стороны смежного слоя. Таким образом, границами отработанных слоев являются бетонные стенки, толщина которых принимается в зависимости от угла падения рудного тела, принятых ширины слоя и прочности стенки.
Рис. 2. Схема комбинированной закладки выработанных пространств очистных слоев при выемке наклонных прирезок: 1 - бетонные стенки;
2 - гранулированная закладка в отработанных слоях;
3 - наклонные прирезки
Достоинствами предложенной системы разработки крутопадающих мощных рудных тел сплошной слоевой выемкой наклонных прирезок с закладкой являются следующие:
— простота конструкции. В отличие от систем подэтажных штреков и этажнокамерной отработки отпадает необходи-
мость проходки рудоприемных, выпускных и доставочных выработок. Руда отбивается на подошву закладочного слоя, грузится и доставляется ПТМ до фланговых рудоспусков;
— селективная выемка. Месторождениям руд цветных металлов характерно сложное структурное строение, обуславливающее высокое конструктивное разубо-живание. В процессе слоевой выемки наклонных прирезок породные включения извлекаются раздельно;
— извлечение запасов из рудных тел сложной формы. Небольшая высота отрабатываемых слоев в сочетании со шпуровой отбойкой позволяет «вписываться» в изменчивую конфигурацию контактов со стороны висячего и лежачего боков;
— высокая полнота выемки. Обеспечивается в системе отработкой блоков без оставления естественных целиков, т.к. отпадает необходимость в днище, естественная рудная потолочина заменяется искусственным целиком — потолочиной, исключается потребность в междублоковых целиках — одновременно с извлечением запасов возводится закладочный массив. Источниками потерь руды являются рудная мелочь на подошве слоя, оставление части не отбитой руды по контактам, которые могут быть сокращены в случае более качественного выполнения соответствующих производственных процессов;
— возможность раздельной выемки сближенных крутопадающих рудных тел. Общий порядок отработки блока — от рудного тела в висячем боку к лежачему, что обеспечивается заездами от наклонного съезда, которые проходят до висячего бока крайнего рудного тела, вскрывая при этом всю свиту тел. Породные прослои между рудными телами оформляют во внутрибло-ковые целики;
— универсальность системы разработки. Предлагаемая система разработки может применяться на верхних и нижних горизонтах рудника, в условиях небольшого и повышенного горного давления. Важным условием применения предложенной сис-
темы является достаточная устойчивость руды, поскольку очистные работы ведутся под обнаженным рудным массивом.
Основные недостатки системы связаны с трудоемкостью и затратностью закладочных работ, а также многостадийным характером извлечения запасов блока — послойной выемкой прирезок.
Применительно к горно-геологическим условиям Ново-Широкинского золото-полиметаллического месторождения, представленного рудами средней ценности, нами выполнено технико-экономическое сравнение этажно-камерной системы разработки с применением комплекса самоходных машин. В сравнительной оценке учитывались затраты на разведку месторождения, проектирование и строительство горного предприятия, налог на добычу, плата за основные фонды, затраты на подготовительно-нарезные работы, отбойку, доставку, транспортирование, подъем рудной массы и ее обогащение, складирование хвостов в хвостохранилище, закладочные работы. Затраты на перевозку рудной массы до обогатительной фабрики в сравнении не учитывались, т.к. она непосредственно примыкает к скиповому стволу Новоширо-кинского рудника, что является эффективным проектным решением, принятым ОАО «ЗабайкалцветметНИИпроект». Удельная экономическая эффективность предложенной системы оказалась в 2,08 раза выше. Расчетные потери и разубоживание в целом по блоку при этажно-камерной системе соответственно равны 14 и 9,7 %, в предложенной — 2,8 и 6 %. Система разработки мощных крутопадающих рудных тел сплошной слоевой выемкой наклонных прирезок с закладкой может быть внедрена на Ново-Широкинском золото-полиметаллическом месторождении, а также на Многовершинном золоторудном месторождении при отработке запасов нижних горизонтов. Но для этого необходимо спроектировать закладочные комплексы с включением в них грануляторов.
Литература
1. Патент РФ № 2327038, МПК Е21С 41/22.
Пирогов Г.Г. Способ разработки сложноструктурных крутопадающих мощных и средней мощности рудных месторождений // Заявка: 2006137269/03, 20.10.2006; опубл. 20.06.2008,
Бюл. № 17.
Коротко об авторе_____________________________
Пирогов Г.Г., д-р техн. наук, профессор, Читинский государственный университет (ЧитГУ) служ. тел. : 32-29-25
Научные интересы: научное обоснование и создание новых технологий разработки рудных месторождений
_____________________Briefly about the author
G. Pirogov, Doctor of Engineering Science, Professor, Chita State University
Areas of expertise: scientific substantiation and creation of new technologies of ore deposits mining
