CC BY
35
© М.А. Земляной, Ю.И. Разоренов, 2011
УДК 622.441.67
М.А. Земляной, Ю.И. Разоренов
ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА ВСКРЫТИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ПЛАСТОВ МЕРГЕЛЯ В УСЛОВИЯХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕШЕНИЯ ПО ВЫБОРУ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ФРОНТА ГОРНЫХ РАБОТ
(на примере Новороссийского месторождения мергеля)
Выполнено обоснование способа вскрытия отдельных пластов мергеля в условиях подготовки запасов к выемке при селективной отработке полезного ископаемого для производства цемента (На примере Новороссийского месторождения мергеля).
Ключевые слова: мергель, карьер, минеральное сырье, производство цемента, прибор-товые запасы.
Для производства цемента высокого качества, низкой себестоимости, а также для увеличения производственной мощности цементных заводов и горных предприятий (до оптимальных пределов) необходимо ис-пользовать многокомпонентное минеральное сырье заданного состава. Состав сырьевой смеси, поступающей с карьера, и идущей на обжиг регламентирует технологическая карта процесса производства цемента, утвержденная комбинатом ОАО «Новоросцемент».
По данным геолого-промышленной разведки запасов выявлено, что определенная часть минерального сырья, необходимого для производства цемента залегает в местах, доступ к которым ограничен. Данное минеральное сырье залегает на нижних горизонтах (начиная с +415.00 горизонта) в прибор-товых запасах. Для подготовки требуемых запасов минерального сырья к выемке, необходимо отработать вышерасположенные залежи полезного ископаемого, мощность которых колеблется от 60 до 80 м.
Существующая схема отработки запасов минерального сырья после реконструкции карьера определяет проведе-
ние разрезной траншеи и отработку в нисходящем порядке. После отделения горной массы от массива для обеспечения однородного состава добытого минерального сырья производится шихтовка высоко- и низкоизвестковистых мергелей. Сырье транспортируется до дробильной установки автосамосвалами БелАЗ-540А на расстояние 4,07 км.
Распространенная на карьере шихтовка сырья ведет к неоправданному увеличению экскаваторного парка, снижению коэффициента использования выемочного оборудования.
Разработанный новый вариант способа вскрытия и подготовки запасов к выемке позволяет обеспечить доступ к нижним горизонтам для отработки труднодоступных запасов, использовать имеющиеся транспортные коммуникации при подготовке запасов, повысить интенсивность освоения запасов мергеля, имеющих разный состав породообразующих элементов (СаС03, А1203, Fe2O3), увеличить эффективность работы горно-добычного оборудования, снизить себестоимость цемента за счет снижения применения
Рис. 1. Схема расположения вскрывающих штолен в борту карьера: 1 - штольня для отбойки запасов и формирования рабочего угла добычных уступов; 2 - штольня для формирования отрезной щели; 3 - штольня для выпуска горной массы (временная)
Рис. 2. Схема отбойки запасов мергеля в отрезную щель: 1 - штольня для отбойки запасов и формирования рабочего угла добычных уступов; 3 - штольня для выпуска горной массы (временная)
Рис. 3. Схема отработки прибортовых запасов при помощи штолен
дополнительных добавок, корректирующих качество сырьевой смеси. Применение заданного по химическому составу сырья позволит повысить производственную мощность перерабатывающих заводов.
Новый вариант способа вскрытия и подготовки запасов к выемке осуществляется следующим образом. На горизонтах +475.00, +455.00, +435.00 рис. 1. прово-
дятся вскрывающие выработки (штольни, рис. 1 поз.1, 2) в нашем случае длиной по 100 м. На горизонте +415.00 проводится штольня 3, в которой устраивается выпускная воронка для выпуска горной массы.
Рис. 4. Схема подготовки и отработки труднодоступных запасов мергеля, расположенных в борту карьера
После отбойки запасов штолен рис.
1. поз. 2., штольня 3 рис. 1. служит для выпуска горной массы. После выпуска отбитой горной массы, образованная полость разделывается в отрезную щель на всю длину штольни 3 рис. 2. Запасы штолен 1 рис.2., отбиваются в отрезную щель при помощи шпуровых и скважинных зарядов.
По окончании выпуска горной массы производится сотрясательное взрывание кровли и боков штольни 3 рис.2 и отработка разупрочненного массива горных пород.
Место заложение вскрывающих штолен 1 рис.1 вбирают таким образом, чтобы сформировать углы откосов рабочих уступов до расчетных (устойчивых) параметров.
По окончании очистных работ проводят штольни в одном из бортов карьера на горизонтах +475.00, +455.00, +435.00, +415.00 рис. 3 и производят отбойку породы. Отбитую таким образом горную массу формируют в конусный отвал и нарезают при помощи бульдозера транспортные бермы. Погрузку отбитой горной массы осуществляют экскаватором ЭКГ - 5А в автосамосвалы.
Цикл отработки запасов при помощи штолен повторяют до образования не-
1. Каплунов Д.Р., Юков В.А. Геотехнология перехода от открытых к подземным горным работам: Учебное пособие. - Издательство «Г орная книга», 2007. - 267 с.: ил.
2. Казикаев Д.М. Комбинированная разработка месторождений: Учебник для вузов. -М.: Издательство Московского государственного горного университета, Издательство «Г орная книга», 2008. - 360 с.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ------------------------
обходимых параметров рабочей площадки для добычи труднодоступных запасов мергеля.
На образованной таким способом рабочей площадке в борту карьера размещают добычное оборудование для селективной отработки запасов в нисходящем порядке рис. 4
Таким образом, как показывает опыт проектирования технологических схем отработки прибортовых запасов, особенности проектных решений по выбору направления развития фронта горных работ определяются не только геологическим строением месторождения, но и возможностью использования в схемах вскрытия и отработки существующих транспортных коммуникаций. В тоже время при установлении рациональных параметров технологических схем вскрытия и отработки запасов необходимо учитывать сложный характер проявления напряженно-деформированного состояния прибортового (НДС) массива.
При отработке прибортовых запасов управление НДС и устойчивостью горных выработок осуществляется изменением параметров горных выработок (штолен), расположением штолен в борту карьера, порядком и направлением отработки.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3. Гитис Л.Х. Статистическая классификация и кластерный анализ. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2003. - 157 с.: ил.
4. Казикаев Д.М. Геомеханика подземной разработки руд: Учебник для вузов. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2005. - 542 с.: ил. шгЛ
Земляной Михаил Александрович - кандидат технических наук, докторант,
Разоренов Юрий Иванович - профессор, доктор технических наук, проректор по воспитательной работе, YRaz@npi-tu.ru.
Южно-Российский государственный университет (Новочеркасский политехнический институт), кафедра подземной разработки месторождений полезных ископаемых,
