CC BY
25
© И.Н. Мокроусов, A.B. Пестерев, 2012
УДК 622.004.16
И.Н. Мокроусов, А.В. Пестерев
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ И ЗАСОРЕНИЯ РУДЫ ПРИ ОТРАБОТКЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БЛОКОВ В УДАРООПАСНЫХ УСЛОВИЯХ НА ПОДЗЕМНЫХ РУДНИКАХ ГОРНОЙ ШОРИИ И ХАКАСИИ
Показаны особенности по определению потерь в эксплуатационных блоках подземных рудников Горной Шории и Хакасии, отражающие новый порядок недропользования в условиях рыночной экономики.
Ключевые слова: геомеханическая оценка, горные породы, блоки, потери руды, разубоживание, извлечение.
Классификация потерь балансовых запасов выполняется на основе единой классификации для всех предприятий, ведущих разработку рудных месторождений, принципом построения которой является место образования потерь. Классификация предназначена для осуществления контроля полноты и качества извлечения балансовых запасов на разных стадиях технологического процесса добычи, выявления источников потерь руды, принятия мер по их снижению [1].
Все потери балансовых запасов при добыче на рудниках Горной Шории и Хакасии распределяются на два класса — общерудничные и эксплуатационные (рис.). Под общерудничными, понимаются потери в утверждённых проектом отработки месторождения охранных целиках различного назначения, извлечение которых не предусмотрено. Общерудничные потери исчисляются в весовых единицах и в процентах к общим балансовым запасам [2—4].
Таштагольское, Шерегешевское, Казское и Абаканское месторождения разрабатывают в сложных горногеологических и геомеханических ус-
ловиях залегания рудных тел. В пределах одного месторождения разрабатывают рудные тела, имеющие выход под наносы и рудные тела под мощной толщей крепких и устойчивых пород, так называемые слепые рудные тела. Мощность рудных тел изменяется по падению и простиранию от 5—10 до 40—50 м, в редких случаях достигает 140 м. На глубоких горизонтах отдельных рудников большие трудности возникают из-за повышенного горного давления и опасности гордых ударов. Названные факторы позволяют отнести разрабатываемые месторождения к месторождениям со сложными горногеологическими условиями. Отработка блоков производится системами с массовым обрушением в вариантах с отбойкой руды на компенсационные камеры и в зажатой среде.
Полнота и качество извлечения отбитой рудной массы из блока, движение рудной массы в выработанном пространстве без зависаний и сводо-образований определяется параметрами конструктивного оформления днищ блоков, плотностью (разрыхлением) рудной массы после взрыва, крупностью дробления рудной массы
и площадью на выпуске. Основными факторами, обеспечивающими нормальный выпуск рудной массы, являются: расстояние между выпускными выработками, коэффициент разрыхления рудной массы при отбойке, расход взрывчатого вещества на первичное дробление руды в блоках, площадь блока в выпуске, режим выпуска руды из блока.
В зависимости от физико-механических свойств руд и горных пород, наличия оборудования для выпуска и погрузки рудной массы дробимости руды при массовых взрывах применяются следующие схемы подготовки днищ блоков. Базовая схема подготовки — расстояние между рядами выпускных выработок — 13,5 м, расстояние между выпускными выработками и погрузочными камерами — 8—10 м.
Схема подготовки с вентиляционным ортом между откаточными выработками — расстояние между выпускными выработками и ортом 11,5—12 м, между ортами 15—15,5 м, расстояние между погрузочными установками — 9 м. Расстояние между откаточными ортами до 20—27 м. [5, 6].
Схемы подготовки с уменьшенным расстоянием между откаточными ортами до 20—27 м, расстояние между погрузочными камерами 8—10 м, расстояние между рядами выработок выпуска 10—11,5 м.
Рациональное расстояние между выпускными выработками определяется на основе технико-экономических расчетов исходя из взаимосвязи показателей полноты и качества извлечения полезного ископаемого из недр с параметрами подготовки и нарезки блоков. Параметры подготовки днищ блоков приведены в табл. 1.
Приведенные в табл. 1 и 2 данные соответствуют базовой схеме подготовки днищ блоков. В тех случаях, когда такое условие не выполняется, а
выпускные выработки в блоке располагаются неравномерно, величина потерь возрастает за счет оставления столба отбитого полезного ископаемого за зоной действия выпускной выработки или возрастает приток пустых пород с бокового контакта.
Учёт показателей потерь при добыче ведётся с целью: контроля полноты и качества отработки запасов руды; контроля за соблюдением проектных и нормативных показателей использования недр; выявления мест и причин образования эксплуатационных потерь руды; разработки мероприятий по повышению эффективности использования недр; учёта движения балансовых запасов.
Учёт потерь руды на горном предприятии осуществляется по выемочным единицам по формам и в сроки, регламентированные Инструкциями для отдельных предприятий, но не реже, чем два раза в год. Потери списываются с баланса один раз в год в соответствии с «Инструкцией о порядке списания запасов полезных ископаемых с учёта предприятий по добыче полезных ископаемых» [7].
В «Инструкции...» в качестве критериев оценки полноты и качества извлечения балансовых запасов приняты: коэффициенты потерь полезного ископаемого, извлечения полезного компонента из недр, засорения руды, изменения качества, извлечения количества (выход рудной массы при отработке тонны погашенных запасов) [2, 4, 7, 8].
Определение показателей использования недр при добыче осуществляется с учётом горно-геологических, технологических и экономических условий разработки месторождения и базируется на технико-экономическом обосновании рационального уровня извлечения балансовых запасов.
Таблица 1
Параметры конструктивного оформления днищ блоков н нормативов извлечения руды
Наименование Способ Параметры лниш Оптималь- Опти- Опти- Опти-
систем разра- выпуска Расстоя- Расстоя- ная пло- мальное мальный мальный
ботки ние ме- ние между шадь блока расстоя- уровень уровень
жду дуч- рядами на одну ние между извлече- потерь
ками не более, м дучек не более, м выпускную выработку, м2 откаточными ортами, м ния руды из блока, % руды в блоке, %
Этажно- вибро- 7,5 13,5 64—121 27—30 90,4— 8,4—
камерная установками 91,6 9,6
Этажного при- вибро- 7,5 11,0— 49—81 22—27 89,2— 9,2—
нудительного обрушения с отбойкой руды установками 13,5 91,2 10,9
на вертикаль-
ные компенса-
ционные щели
Таблица 2
Данные о влиянии неравномерности расположения выпускных выработок в блоке на показатели полноты и качества извлечения отбитого полезного ископаемого наиболее распространенных схем подготовки днищ блоков
Показатели Параметры расположения выработок выпуска в днише блока, мхм
10x13,5 8x11,5 9x12 8x10,5 8x10 8x10
8x15,5 9x15 8x11,5 10x19
Расстояние между отка- 27 27 27 22 20 27
точными ортами, м
Длина платформы по- 6 6 6 6 6 4,5
грузочно-доставочного
механизма, м
Ширина блока, м 27 27 27 36—44 30—40 27
Площадь на одну 135 92 и 124 108 и 135 84 и 92 80 80 и
выработку выпуска, м2 190
Извлечение руды с ми- 65,3 64,5 61,8 68,5 72,3 56,5
нимальным разубожива-
нием, %
Извлечение руды с покры- 20,3 20,3 22,3 18,6 17,9 24
вающими породами, %
Разубоживание руды, % 27,4 26,2 28,2 26,4 27,6 31
Извлечение из недр, % 85,6 84,8 84,1 87,1 90,2 80,5
Коэффициент измене- 0,726 0,738 0,72 0,736 0,724 0,69
ния качества, дол.ед.
Коэффициент количест- 1,18 1,15 1,17 1,18 1,25 1,17
ва, ед.
Потери при выпуске из 14,4 15,2 15,9 12,9 9,8 19,5
обрушения, %
Коэффициент измене- 1 1,06 1,1 0,9 0,681 1,35
ния потерь от конструк-
ции днища блоков, дол.ед.
Коэффициент измене- 1 0,956 1,03 0,964 1 1,13
ния разубоживания ру-
ды, ед.
Для производства расчётов технически возможные варианты разработки рассматриваются для одного и того же контура балансовых запасов, подлежащих отработке.
Величины эксплуатационных потерь руды в возможных вариантах разработки изменяются за счёт: изменения параметров отдельных конструктивных элементов (размеров целиков, камер, днища и его выпускных выработок, высоты уступа, ширины заходки и др.); валовой или селективной выемки руды; специальных мероприятий по дополнительному извлечению руды из блока (например, проведение дополнительных выпускных выработок по лежачему боку и др.); применения мероприятий по предотвращению проникновения вмещающих пород и их смешивания с рудой (укрепление пород висячего и лежачего боков, переизмельчение руды на контактах и др.); изменения контура совместно отбиваемых руды и вмещающих пород; различия в объёмах выпуска засорённой руды из блока. Определение потерь производится по каждому из элементов блока (камере или целику).
Полнота извлечения и величина разубоживания при выпуске руды под покрывающими и боковыми породами определяются горно-геологическими условиями отрабатываемого блока, конструктивными параметрами системы разработки, содержанием металла в обрушенных массовым взрывом запасах, режимом выпуска и пределом кондиций на выпуск руды под покрывающими породами.
Для расчета показателей извлечения и разубоживания руды при отработке целиков и панелей массовым обрушением с выпуском руды под покрывающими породами используются
сле дующие данные: объем блока, м3; объем обрушенных целиков, м3; среднее расстояние между выпускными выработками; высота слоя обрушенной руды над горизонтом выпускаем; расход ВВ на первичное дробление, кг/т; средняя мощность рудных тел, м; содержание полезного компонента в массиве, %; содержание полезного компонента в разубоживающих породах, %.
При отработке целиков массовым обрушением засорение происходит за счет отбойки и отслаивания породы с контактов висячего и лежачего боков рудного тела, а также за счет породных прослоев в контуре выемочного блока. Уровень извлечения и разубо-живания при полной отработке блока определяется их показателями при выемке камерных запасов и запасов компенсационных щелей, между камерных целиков, потолочин, днищ вышележащих панелей и этажей, отрабатываемых массовым обрушением глубокими скважинами и зарядами с выпуском руды под покрывающими породами.
Величина коэффициента примешивания разубоживающих пород, при отбойке руды в камере, определяется по проектным границам отбойки. При этом учитывается количество отбиваемых разубоживающих пород с контактов висячего и лежачего боков рудного тела и от породных прослоев, отбиваемых совместно с рудой [3, 5, 9, 10].
Разработанная методика технико-экономического обоснования нормативов извлечения и засорения руды применительно к условиям эксплуатации железорудных месторождений подземным способом Горной Шории и Хакасии, позволяет точнее определять потери и разубоживание руды.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Классификация запасов природных ресурсов твердых полезных ископаемых./ ГКЗ РФ М., 1997. — 16 с.
2. Временные методические рекомендации по подготовке и рассмотрению материалов, связанных с расчетом нормативов потерь твердых полезных ископаемых при добыче технологически связанных с принятой системой и технологией разработки месторождения и порядком уточнения нормативов потерь при подготовке годовых планов развития горных работ. Распоряжение Министерства природных ресурсов РФ от 05.02.2003 г. за № 42-р.
3. Методические указания по нормированию и учету потерь и разубоживания руды в эксплуатационных блоках подземных рудников Сибири. Новосибирск-Новокузнецк. — 1982. — 143 с.
4. Методические рекомендации по технико-экономическому обоснованию кондиций для подсчета запасов месторождений твердых полезных ископаемых (кроме углей и горючих сланцев). Минприроды РФ ГКЗ М.,1999. — 76 с.
5. Указания по безопасному ведению горных работ на рудниках Горной Шории,
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Мокроусов Игорь Николаевич — инженер, Пестерев Андрей Владимирович — аспирант,
Институт горного дела Сибирского отделения РАН, evg@misd.nsc.ru РИСУЕТ ДАРЬЯ АБРЕНИНА -
опасным и склонным к горным ударам — Новосибирск: ВостНИГРИ, 2001. — 60 с.
6. Тектоника и глубинное строение Ал-тая-Саянской складчатой области / В.С. Суков, О.Г., Д.Ф. Уманцев и др. — М.: Недра, 1973. — 14 с.
7. Инструкция о порядке списания запасов полезных ископаемых с учета предприятий по добыче полезных ископаемых (Постановление Госгортехнадзора России №28, МПР России № регистрации 121—1, дата регистрации 17.09.07 г., дата введения в действие 21.05.98 г.
8. Отраслевая инструкция по определению, учету и нормированию потерь руды при разработке железорудных, марганцевых и хромитовых месторождений на предприятиях Министерства черной металлургии СССР. Министерство черной металлургии СССР. Главруда, г. Белгород, 1975. — 72 с.
9. Железорудные месторождения Сибири/ А.С. Калугин, Т.С. Калугина, В.И. Иванов и др. — Новосибирск: Наука, 1981. — 238 с.
10. Инструкция по нормированию эксплуатационных потерь на Абаканском месторождении. «ВостНИГРИ». — Новокузнецк, 2005. vm
