CC BY
115
© C.B. Канзычаков, B.H. Василец, В.Н. Лапаев, О.Ю. Савельев, A.B. Соколовский, 2012
С.В. Канзычаков, В.Н. Василец, В.Н. Лапаев, О.Ю. Савельев, A.B. Соколовский
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНОГО НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ГОРНЫ1Х РАБОТ НА РАЗРЕЗЕ «ЗАРЕЧНЫ1Й» В УСЛОВИЯХ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ПЛОЩАДЕЙ ПОД ОТВАЛЫ
Рассмотрены технологические возможности повышения доступности отрабатываемых запасов угля с использованием метода районирования, позволяющего распределять запасы по горно-технологическим условиям их добычи и на этой основе осуществлять выбор направления развития горных работ, эффективность которого определяется по скорости формирования площадей под размещение отвалов.
Ключевые слова: каменноугольное месторождение, добыча угля.
Разрез «Заречный» ОАО «СУЭК-Кузбасс» осуществляет разработку Таллинского каменноугольного месторождения, на котором залегают мощные пласты качественного энергетического угля. Востребованность таких углей на рынке достаточно высока и поэтому стратегическим направлением развития разреза прелусматривается вовлечение в отработку запасов участков «Заречный» и «Таллинский-Западный 3». Это позволит обеспечить увеличение голового объема добычи до 4 млн т/год к 2015 г. и устойчивую работу предприятия на долгосрочный период.
Для реализации стратегии развития на разрезе созданы технологические и организационные условия, осуществляется техническое оснащение высокопроизводительной техникой, в том числе экскаваторами 15—24 м3, автосамосвалами грузоподъемностью 130 т и 220 т, вспомогательным оборудованием. Формируется собственная автобаза, усиливается технологический контроль и оперативное управление рабочими процессами. Эти меры привели к увеличению объема добычи угля на разрезе «Заречный» в 2011 г. на 40 % по сравнению с 2008—09 гг. (рис. 1).
тыс.т тыс.мЗ
Рис. 1. Фактические и планируемые объемы горных работ
Вовлечение в отработку участка «Таллинский-Западный 3» осложнило горно-технологические условия веления открыпых горных работ. Это связано с тем, что основная часть запасов участка «Таллинский-Западный 3» будет отрабатываться пол-земным способом. Открытым способом будут отрабатываться запасы участка в зонах с крутым залеганием пластов. Кроме того, принятое решение об открытой отработке пластов 71—72, которые ранее планировались лля отработки полземным способом, привело к необходимости корректировке действующей проектной документации разреза.
Ведущим ограничением в выборе проектных решений по развитию открытых работ является расположение запасов пластов 71—72 под всей площадью разреза, в том числе и под площадями, предусмотренными для размещения отвалов вскрышных пород.
Для снятия этого ограничения необходимо формирование внутреннего отвала на участке «Заречный», что, в свою очередь невыполнимо без развития внешних отвалов на площадях, планируемых к открытой отработке.
Имеющиеся в настоящее время площади под внешние отвалы при сохранении темпов развития горных работ могут обеспечить работу предприятия не более чем на 2—3 года.
Формирование внутреннего отвала по почве пласта 73 ограничено отсутствием площадей и необходимостью отработки запасов нижележащих угольных пластов 71—72.
Ситуационный план проектного расположения внешних отвалов представлен на рис. 2.
Для разрешения сложившейся ситуации потребовалось обоснование выбора рационального направления развития горных работ на разрезе «Заречный». При обосновании использовался метод районирования запасов месторождения по возможности снятия ведущего ограничения развития горных работ, в данном случае — отсутствие площадей под размещение отвалов.
Суть данного метода заключается в том, что месторождение разбивается на блоки, различающиеся значениями ограничивающего параметра, и на этой основе выбирается такое направление горных работ, которое обеспечивает его приемлемые значения. Размеры каждого блока выбираются в зависимости от вариабельности значений параметров и остроты проблемной ситуации.
Данный метод определения рациональных направлений развития горных работ был неоднократно опробован авторами и доказал свою результативность.
Для обоснования рационального направления развития горных работ, обеспечивающего устойчивую и эффективную работу разреза «Заречный» с условием реализации планов ОАО «СУЭК-Кузбасс», выполнено районирование планируемых под открытую отработку участков недр разреза «Заречный» в его технических границах, а так же участка «Талдин-ской-Западный 3» (рис. 3).
Укрупненные расчеты вариантов развития горных работ в условиях недостаточности площадей, отводимых под отвалы, позволили определить наиболее рациональное направление развития, а именно — с севера на юг.
Обоснованы следующие этапы и последовательность эффективной отработки участков месторождения угля «Заречный» и «Талдинский-Западный 3»:
1 этап. Развитие горных работ в северной части поля разреза «Заречный» в течение 3—5 лет:
Рис. 2. Проектируемое расположение внешних отвалов на разрезе «Заречный»: отвал Же 1: отвал остаточной емкостью, согласно действующему проекту, около 7 млн м3 (возможно увеличение до 40—45 млн м3); отвал № 2: отвал расположен на запасах участка «Таллинский-Западный 3» (строительство не разрешено); отвал № 3: действующий отвал частично расположен на неотработанной части пласта 69; отвал №4: отвал расположен на запасах участка «Тал-динский-Западный 3» и поля шахты «Тагарышская» (строительство не разрешено)
Северная зона разреза «Заречный»
Рис. 3. Районирование запасов по горно-геологическим условиям участков: «Заречный»(северная и Южная зоны) и участок «Таллинский-Западный 3» (блоки Же1—4)
лГ- - -ч-*^ Пласт 71-72 —
--
.. V \ л. у *уу\X» > Л I гУ^!
Запасы для открытой г 1 _ } / "
разреза «Заречный» \ / Запасы для подземной отработки ---- тг:— - 1 / -
Рис. 4. Положение горных работ на разрезе «Заречный в соответствии с действующей проектной документацией
Рис. 5. Положение горных работ участка «Таллинский-Западный 3» при изменении направления отработки месторождения на разрезе «Заречный»
• ускоренное формирование внутреннего отвала вскрышных порол большой емкости;
• вовлечение в отработку пластов 71—72;
2 этап. Изменение порялка развития горных работ на разрезе «Заречный» позволяет в послелуюшем отработать запасы участка «Таллинский-Западный 3» ло шахтных барьерных целиков (рис. 4, 5):
• блоки нелр вовлекаются в отработку после завершения работ на поле разреза «Заречный»;
• вскрышные поролы полностью склалируются во внутренние отвалы с коротким плечом откатки.
Прелварительная оценка выбранного направления развития горных работ показала возможность получения ряла эффектов, сушественно повышаюших результаты отработки участ-
Таблица
Возможные эффекты изменения направления развития горных работ
Направление развития Ожидаемый эффект
Изменение порядка отработки месторождения Увеличение объема отрабатываемых запасов угля на блоках 2, 3, 4 участка «Тал-динский-Западный 3» до 100 млн т Увеличение угла откоса Восточного борта разреза «Заречный» в предельном положении Повышение устойчивости и увеличение емкости внутреннего отвала, возможность его ускоренного формирования; Сокращение расстояния транспортирования при ведении вскрышных работ на 20—30 %; Повышение устойчивости внешнего отвала за счет снижения объема складируемых пород на косогоре и тем самым снижение рисков оползней; Снижение платежей за размещение отходов (вскрышных пород) Возможность отработки пластов 66—70 выше подземных работ шахты Уменьшение потерь угля под северным бортом разреза «Заречный» оценочно не менее 4—8 млн т
ков, эффективность веления горных работ, а также возможность реинвестирования срелств, необхолимых лля реализации программы технологического развития произволства с целью его устойчивого функционирования (см. таблицу).
Преллагаемый порялок отработки месторождения созлает прелпосылки лля существенного повышения эффективности нелропользования без нарушения устойчивости произволства на разрезе «Заречный». Для повышения належности реализации решений по изменению направлений отработки месторож-ления, требуется проектная проработка пошагового развития горных работ в северной его части.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Соколовский A.B. Принципы проектирования инновационного технологического развития производственной системы действующего угольного карьера//Горн.инф. — аналит.бюл. — 2007. — №12.
2. Каплунов Д.Р., Калмыков B.H., Рыльникова M.B. Комбинированная геотехнология. — М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2003. — 560 с.
3. Пешков A.A. Управление развитием горных работ на глубоких карьерах. М.,1999.
4. Галкин B.A., Никишичев Б.Г., Соколовский A.B. Структура организационно-технологического аудита эффективности и безопасности углепро-изводства//Горн.инф. — аналит.бюл. — 2007. — №ОВ17.
5. Корнилов С.Н., Гавришев С.Е., Калмыков B.H., Гоготин A.A., Петрова O.B., Пыталев È.A. Изыскание эффективных вариантов отработки железорудных месторождений Бакальского рудного поля// Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. — 2012. — № 1. — С. 5—10.
6. Гавришев С.Е, Бурмистров K.B., Колонюк A.A. Порядок и интенсивность отработки участков рабочей зоны карьера при изменении потребности в добываемом сырье// Горн. информ. — аналит. бюл. — М.:МГГУ, 2007. — №9. — С. 93—97. В5Ш
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Канзычаков С.B. — директор, Bасилец B.H. — главный инженер, Разрезоуправления ОАО «СУЭК-Кузбасс»,
Лапаев B.H. — кандидат технических наук, зам. генерального директора ООО «Геотех-Инвест»,
Савельев О.Ю. — главный инженер проекта, ООО «НТЦ-Геотехнология», Соколовский A.B. — доктор технических наук, зам. генерального директора ОАО «НТЦ-НИИОГР».
