CC BY
27
СИМПОЗИУМ «СОВРЕМЕННОЕ ГОРНОЕ ДЕЛО: ОБРАЗОВАНИЕ, НАУКА, ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»
ПОСВЯЩАЕТСЯ ПАМЯТИ АКАДЕМИКА ВЛАДИМИРА ВАСИЛЬЕВИЧА РЖЕВСКОГО
А. Н.ЛУКЬЯНОВ, АЖИОФФЕ Московский государственный горный университет
Основные положения ресурсосберегающей технологии разработки карьера Мурунтау с использованием крутонаклонных конвейеров
Особенностью развития открытых горных работ на больших глубинах является усложнение горн о-технических условий разработки. С увеличением клубины карьеров ухудшаются технико-экономические показатели, что определяется увеличением длины транспортных коммуникаций, ростом количества единиц транспортного оборудования и числа рабочих, занятых его обслуживанием, сокращением активных запасов руды. Наличие в замкнутом пространстве карьера большого числа работающих двигателей оказывает отрицательное воздействие на окружающую среду, резко ухудшает экологическую обстановку.
Отмеченные отрицательные тенденции, связанные с понижением горных работ, характерны и для карьера Мурунтау, отрабатывающего одно из крупнейших в мире золоторудных месторождений. Годовая производительность карьера - 40 млн м по горной массе (по руде - 20 млн т). В настоящее время горные работы ведутся на глубине 300 м, проектная глубина - 600 м, в перспективе возможна отработка месторождения до глубины 1000 м. Указанные негативные факторы существенно усложняют ведение горных работ в карьере и ведут к значительному увеличению затрат на выпуск единицы продукции (1 г золота). Для предотвращения этого процесса проведены исследования по изысканию путей дальнейшего развития карьерного пространства с наилучшими для этих условий технико-экономическими показателями и совершенствования схемы комплексной механизации на карьере.
Исследование режима горных работ на карьере Мурунтау осуществлялось на ос-
нове методики разработанной проф., докт. техн. наук Б.П.Юматовым применительно к горно-техническим условиям сложноструктурного крутопадающего золоторудного месторождения Мурунтау. Изаскание рационального направления углубки в пространстве карьерного поля производилось с использованием объемной горно-ге-ологической математической модели месторождения, основанной на применении погоризонтных планов.
Выполненные исследования подтвердили экономическую целесообразность увеличения глубины карьера Мурунтау до 1000 м.
При такой глубине основным показателем, определяющим эффективность открытой разработки, является объем вскрыши в контурах карьера, который напрямую зависит от генеральных углов погашения бортов. Комплекс научно-исследовательских работ позволил обосновать возможность увеличения углов наклона бортов карьера по сравнению с проектными параметрами в среднем на 3-6 , при этом может быть получена экономия вскрыши до 300 млн м3.
Для обеспечения длительной устойчивости бортов разработана специальная сей-смобезопасная технология, основные элементы которой представлены на рис. 1. В основе этой технологии лежит использование станка, способного бурить наклонные скважины глубиной до 60 м под углом 45 и более градусов. Основные характеристики этого станка и общий вид представлены в таблице и на рис. 2.
Для расчетов устойчивости карьерных откосов нами разработаны компьютерные программы, позволившие повысить точность и надежность выполняемых расчетов. Это существенно снижает степень риска возникновения деформаций откосов при постановке уступов и бортов карьера в конечное положение.
Таблица
NsNfen/n Наименование Показатели
1 Диаметр бурения, мм 190,5:215,9; 244,5
2 Глубина бурения, м до 62
3 Угол наклона скважины к горизонту, град. 45. 50, 55, 60,90
4 Осевое усилие. кН до 294 |
5 Частота вращения^урового става, с 0-25
6 Расход сотого воздуха, м /мин 32
7 Производительность бурения в породах = 6-14, м/см 80-180
8 Основные параметры станка, м - длина с опущенной мачтой 15,37
- высота с поднятой мачтой 15,535
- ширина 5,0
9 Масса станка, т не более 70
Совершенно очевидно, что наиболее сложной проблемой при отработке такого сверх глубокого карьера становится выбор эффективного вида транспорта. Проведен-
ный анализ показал, что в сложившихся условиях наиболее целесообразным может оказаться применение крутонаклонных конвейеров (КНК), способных осуществлять транспортировку горной массы под углом, достигающем 90°.
Рис. 2. Общий вид станка для бурения глубоких наклонных скважин
Рис.З. Схема размещения КІ1К на бортах карьера Мурунтау:
1) аитосамоснал; 2) дробильно-перегрузочная установка (ДГІУ) ; 3) аккумулирующий склад; 4) крутонаклонный конней-ер (КНК); 5) магистральный конвейер; 6) перегрузочная установка; 7) конвейер ленточный складской; 8) укладчик-по-ірузчик; 9) экскаватор; 10) магистральный наклонный конвейер; 11) передатоный конвейер; 12) отвальный конвейер; 13) отвалообразователь; 14) отвал; 15) действующий комплекс ЦГІТ.
Рис. 4. Компоновочные технологические схемы комплексов КНК.
Следует отметить, что в последнее время КНК начинают находить все большее применение в горнодобывающей промышленности за рубежом,как, например, на меднорудном карьере «Майданпек» в Югославии. Ведутся проектные проработки по использованию КНК и на отчествен-ных карьерах: Костомукшинском и Ков-дорском. Таким образом, постановка вопроса о целесообразности применения КНК на карьере Мурунтау является своевременной и актуальной.
В соответствии с предложенной схемой комплексы КНК располагаются на южном, С-В и С-3 бортах карьера (рис. 3). Компоновочные технологические схемы этих комплексов представлены на рис. 4. Комплекс на южном борту предлагается разместить в рудной зоне в пределах гор. 255-345 м. Он включает - ДПУ ( с самоходной или полу стационарной дробликой), став КНК с углом наклона 39°, высотой подъема 90 м и устройство для перегрузки руды на действующую конвейерную линию ЦПТ.
В первые годы эксплуатации этими КНК намечено транспортировать 10 млн т руды (что составляет 50% от годовой производительности карьера по руде), в дальнейшем, по мере понижения горных работ, данный комплекс будет транспортировать 20 млн т руды, т.е. практически по нему будет выдаваться вся руда из карьера.
Комплекс КНК на С-В борту располагается в пределах гор. 375 м и отметки 555 м на земной поверхности, общая высота подъема составляет 180 м, угол наклона конвейера 37°. По данному комплексу намечается транспортировать вскрышу, его производительность должна составить 4000 т/час или около 20000000 т/год (8000000 м3/год). Комплекс состоит из ДПУ (с полустационарной дробилкой) горизонт установки 375 м, двух 90-меторо~ вых ставов, погрузочного узла на поверхности борта, системы магистрального, передаточного, отвальных конвейеров и от-валообразователя, осуществляющего отсыпку конвейерного отвала.
Комплекс КНК на С-3 борту, предназначенный для выдачи руды из карьера, устанавливается в пределах гор. 315 и 585 м на поверхности, общая высота подъема транспортируемой рудной массы 270 м, угол наклона конвейерного става 37°. Комплекс включает ДПУ (с полустационарной дробилкой), три 90-метровых конвейерных става, последовательно установленных друг над другом и перегрузочный узел на поверхности, откуда руда ж/д транспортом или конвейерами доставляется на завод. Производительность комплекса должна составить 4000 т/час (или 20000000 т/год), что сооответствует проектной производительности карьера по руде.
Последовательность ввода комплексов КНК в эксплуатацию предлагается следующая. В первую очередь конвейер строится на южном борту, поскольку положение горных работ в карьере позволяет начать его сооружение уже в 1997 г. Данный комплекс достаточно хорошо вписывается в сложившуюся систему элементов разработки и действующую систему ЦПТ, фактически являясь ее продолжением на нижние горизонты карьера. Проработаны ва-
рианты развития горных работ до 2003 года, которые показали, что КНК не ухудшает горно-гелогических условий разработки карьера и зацеличивания запасов руды за счет 4-метровой площадки гор. 255 м не происходит.
Следующий комплекс для транспортировки породы предпологается разместить на С-В борту к 1999 г. Его внедрение позволит рассредоточить транспортные потоки вскрыши, снизить среднее плечо откатки по карьеру и соответственно уменьшить объемы грузоперевозок.
Следующим этапом является внедрение комплекса КНК на С-3 борту. Строительство комплекса начинается после постановки трех верхних 30-метровых уступов в предельное положение, для этого необходимо отработать около 20 млн м3 вскрыши, что может быть сделано к 1999-2000 году. Соответственно первый 90-метровый конвейерный став можно установить в 2000-2001 году. Для установки следующих 2-х 90-метровых ставов необходимо выполнить еще 30 млн м3 вскрыши, соответственно их строительство может быть завершено к 2003-2004 г. г.
Следует отметить, что участки бортов с размещенными на них круто наклонными конвейерами, фактически становятся ответственными инженерными сооружениями. Следовательно, существенно возрастают требования к надежности обеспечения их длительной устойчивости, поскольку даже незначительная деформация откосов на таких участках может привести к выходу КНК из строя и существенным осложнениям в работе карьера.
Для решения этой проблемы по намеченным профилям размещения КНК должны быть выполнены специальные инженерные изыскания по уточнению структуры прибортового массива и прочностных характеристик слагающих его пород. Также должны использоваться современные компьютерные программы, повышающие точность и надежность геомеханических расчетов.
Эффективность технических решений по применению крутонаклонных конвейеров на карьере Мурунтау заключается в обеспечении технической возможности достижения глубины отработки до 1000 м, увеличения генеральных углов погашения бортов, повышения производительности автосамосвалов за счет сокращения средневзвешенного расстояния транспортировки
и высоты подъема груза. Это позволяет сократить годовой пробег машин, количество автосамосвалов, водителей и ремонтников, а также расход горючего, смазочных и резины. Соответственно существенно снижается загазованность карьера.
© Л.НЛукьянов, Л.М.Иоффе
кошти. ШЗІУШЄЩЩЬІЄ U3VA%£AbC<$tBOM MOCKOBCKOJO Тос^АРС^тєщяіою jovmojo у<иизєрси%є%А
МОНОГРАФИИ:
B. В. Ржевский
C.В.Сластунов
В.В.Пудак
Д.ГДаянц Л.Х.Гитис
МЖЩадов и др.
В.В.Некрасов и др.
В. В. Некрасов и др.
А. Г. Соломатин
Проблемы горной промышленности и комплекса горных наук. - 244 с.
V
Заблаговременная дегазация и добыа мтапа из угольных месторождений. - 416 с.
У
Дегазация углепородного массива направленными скважинами, пробуренными с поверхности. -Ill с.
V
Кадровый менеджмент. -191 с.
У
Проблемы жилья: разнообразие подходов и решений. - 143 с.
У
Методология инженерного творчества в
минерально- сырьевом
комплексе. - т, 1- 238 с., т. 2 - 225 с.
V
Идентификация подземного пожара. - 53 с.
V
Автоматизированная система диагностики напряженно-деформированного массива. - 75.
У
Проблемы использования освоенных запасов в условиях структурной перестройки шахтного фонда. - 144 с.
Заявки принимаЬтся Издательством МГГУ (117935, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект; 6). Рассылка почтовыми бандеролями в течение 10 дней с момента поступления средств на счет.
