CC BY
50
© Б.Р. Раимжанов, B.C. Лобанов, А.Т. Мухитдинов, P.P. Вахитов, Б.И. Казаков, 2013
УДК 622.032 (575.1):622.012.2
Б.Р. Раимжанов, В.С. Лобанов, А.Т. Мухитдинов, P.P. Вахитов, Б.И. Казаков
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ПЕРЕВООРУЖЕНИЯ РУДНИКОВ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН, ОТРАБАТЫВАЮЩИХ ЖИЛЬНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Представлены основные направления развития минерально-сырьевой базы Республики Узбекистан, рассмотрен вопрос вскрытия и подготовки жильных месторождений к отработке. Описано изыскание эффективной технологии разработки тонких крутопадающих жил в условиях переходного этапа от систем с магазини-рованием руды к системам с использованием проходческих комплексов. Сущность предлагаемого варианта системы разработки заключается в рациональном сочетании двух самых прогрессивных направлений, в развитии технологии разработки жильных месторождений, использований монорельсовых комплексов для работы в вертикальных выработках и самоходных машин, имеющих возможность автономного передвижения по горным выработкам.
Ключевые слова: минерально-сырьевая база, физико-механические свойства, жильные месторождения, система разработки с магазинированием руды, монорельсовый комплекс, штрек, восстающий, самоходное оборудование, очистная выемка.
Развитие минерально-сырьевой базы Узбекистан
Недра Узбекистана богаты запасами различных полезных ископаемых. Найдены практически все элементы периодической системы Менделеева. К настоящему времени в республике выявлено более 2800 месторождений, около 100 видов минерального сырья, из которых порядка 65 уже используются в промышленности и сельском хозяйстве.
Летально разведано около 1000 месторождений, большинство из которых расположено в гористой местности. Подготовленные к освоению запасы минерального сырья позволят увеличить добычу важнейших полезных ископаемых (золото, медь, цинк, серебро и др.). Большая часть месторождений может быть отработана
открытым способом при сравнительно простой технологии обогащения руд, обеспечивающей высокое извлечение полезных компонентов и получение продукции, пользующейся спросом на мировом рынке.
К числу мировых гигантов относится месторождение Мурунтау государственного предприятия «Навоийский ГМК», самое крупное из известных на Евроазиатском континенте. Наряду с Мурунтау в Кызылкумах, являющихся крупнейшей золоторудной провинцией мира, выявлены и изучаются более 10 новых месторождений.
Отличительной особенностью большинства золотосодержащих месторождений Кызылкумского региона, расположенных в пустынно-холмистой местности, являются относительно высокое содержание золота в руде,
открытый способ добычи и наличие инженерных сетей и коммуникаций (вода, газ, электроэнергия, железные и автомобильные дороги).
В Узбекистане также имеется ряд золоторудных месторождений, расположенных в гористой, сильно пересеченной местности и разрабатываемых подземным способом. Месторождения характеризуются различными гео-графо-экономическими условиями: в Восточном Узбекистане они расположены в непосредственной близости от источников энергии, технической и питьевой воды, авто- и железных дорог, рабочей силы. Месторождения Западного Узбекистана более удалены от источников энергии и транспортных коммуникаций, затрудняет их освоение отсутствие воды и дефицит рабочей силы.
В Восточной части республики месторождения золота расположены в пределах Чаткальского золоторудного района, который включает Ангрен-Алмалыкские и Чадакские золоторудные месторождения.
Рудные тела преимущественно представлены зонами дробления с прожилками и гнездами кварца, реже — кварцевыми и кварцкарбонатными жилами [1].
Большая часть запасов золотосодержащей руды расположена в пересеченной гористой местности, вскрытие месторождений в основном осуществляется штольнями и стволами шахт, в том числе слепыми. Около 90 % запасов в рудных телах характеризуется крутым падением (61—90о), 9,5 % — пологим (4—35о) и небольшая часть — наклонными (35—60о).
Крутые рудные тела отрабатываются с использованием доставки руды под действием собственного веса, 14
пологие — с использованием транспортных способов доставки. Мощность рудных тел колеблется от 0,5 до 15—20 м.
Практически все рудные тела месторождений связаны с кварцево-жильным типом оруденения и отличаются высокой изменчивостью содержания полезных компонентов. В Западном Узбекистане к ним относятся месторождения Кызылкумского региона Нуратино-Мульгазарского рудного района.
Форма рудных тел разнообразна. Так, месторождения Западного Узбекистана отличаются крутопадающими кварцевыми жилами и жильными зонами, реже — зонами дробления и окварцевания.
Несмотря на преимущественное развитие открытых разработок, подземный способ добычи руд должен возрасти при сохранении его удельного веса в целом по горнорудной промышленности.
Узбекистан обладает значительными разведанными запасами цветных металлов — меди, свинца, цинка, вольфрама и других.
Основные запасы руд цветных металлов сосредоточены в Алмалыкском рудном поле, находящемся в предгорьях Кураминского хребта. В этом районе действует Алмалыкский ГМК — крупнейшее горно-металлургическое предприятие в Республике Узбекистан.
Главная рудная база комбината — месторождение Кальмакыр — расположено в 2—3 км восточнее г. Алмалык. На глубину оруденение прослеживается до 1200 м. На месторождении выделены три природных типа руд: окисленные, смешанные и сульфидные, из них первые два практически отработаны.
Свинцово-цинковые месторождения страны в основном находятся в Лжизакской (месторождение Учкулач) и в Сурхандарьинской (Хандиза) областях. На месторождении Хандиза попутно со свинцом и цинком присутствуют медь, серебро, кадмий, селен, золото и индий.
Перспективы освоения минерально-сырьевой базы и совершенствование техники и технологии добычи полезных ископаемых на жильных месторождениях Республики Узбекистан определяются условиями сбалансированного долгосрочного развития горнодобывающей отрасли на следующих принципах:
• строительство и реконструкция горнодобывающих предприятий с вводом мощностей очередями с учетом оценки горно-геологических, технологических и технических факторов, сдерживающих рост количественных и качественных показателей, а также препятствующих комплексному техническому перевооружению, что позволяет раскрыть их влияние на развитие технического прогресса, наметить мероприятия по совершенствованию и модернизации существующего оборудования и в итоге определить потребности его на перспективу;
• использование оборудования большой единичной мощности;
• значительный рост объемов добычи полезных ископаемых без увеличения числа рабочих.
Это обеспечит приоритет интенсивных факторов развития горного производства при его техническом перевооружении.
2. Вскрытие и подготовка месторождений
Высокая концентрация горных работ на золотодобывающих рудниках Узбекистана в предстоящие годы будет обеспечена в результате приме-
нения рациональных схем вскрытия, подготовки и нарезки рудных тел в зависимости от их запасов (в том числе групповой и централизованной подготовки блоков с использованием наклонных съездов), повышения высоты этажа и создания концентрационных горизонтов, возрастания доли запасов руды для камерных систем разработок при увеличении длины и ширины камер с учетом допустимых пролетов обнажений, упрощения конструкции, оптимизации схем подготовки и нарезки рудных залежей (блоков) на основе эффективно применяемой высокопроизводительной самоходной техники, ведения очистной выемки в блоках одновременно на двух (или более) подэтажах с целью концентрации горных работ и интенсификации отработки блоков.
В связи с главным направлением технического перевооружения рудников — оснащением их самоходным оборудованием, наряду с основной схемой вскрытия вертикальными рудоподъемными стволами большой грузоподъемности, не только на новых, но и на ряде действующих предприятий предусмотрено проведение вспомогательных наклонных стволов и съездов для перемещения самоходных машин и доставки в подземные выработки людей и материалов.
Применение самоходного оборудования позволяет значительно упростить околоствольные дворы на рабочих горизонтах, заменить полевую подготовку у выемочных полей рудной, в 1,5—2 раза увеличить скорость подготовки и в 2,5 раза — производительность эксплуатационных блоков.
Практика технического перевооружения подземных рудников на базе широкого внедрения самоходного оборудования показывает, что суще-
ственный рост производительности труда по руднику (1,5—2 раза) достигнут на предприятиях с преобладающим удельным весом новой технологии при комплексном применении систем самоходных машин на очистных и проходческих работах, высоком уровне механизации вспомогательных работ, а также при условии рационального решения вопросов вскрытия и подготовки месторождений, выбора технологической схемы добычи, организации технического обслуживания и ремонта техники.
В то же время фактические данные свидетельствуют о том, что техническое перевооружение предприятий недостаточно эффективно влияет на темпы роста производства.
В связи с тем, что перевооружение подземных горных работ идет по пути освоения дорогостоящего самоходного оборудования, на рудниках возрастают расходы на его приобретение и содержание. Эти расходы должны окупаться повышением производительности предприятия, ростом производительности труда или сокращением численности трудящихся за счет внедрения машин высокой технической производительности и надежности в работе.
Отмечается низкий внутрисменный коэффициент использования самоходных машин. Это связано, помимо недостаточной надежности машин, с ограниченным фронтом и объемом работ из-за их цикличности, несовершенства организации труда и технологических схем использования высокопроизводительного оборудования.
3. Пути совершенствования очистной выемки жильных месторождений
Разработка месторождений жильного типа на рудниках характеризу-16
ется низкими технико-экономическими показателями, высокой (до 60%) степенью применения ручного труда. Принципиально технология очистной выемки на подземных рудниках (системы разработки) не меняется уже десятки лет, а вновь создаваемые, суть усовершенствованные варианты уже известных, приспособлены для использования нового горного оборудования и машин.
Научное обобщение опыта эксплуатации жильных месторождений позволяет сформулировать ряд общих принципов создания новых систем, технологии и горного оборудования, обеспечивающих комплексную механизацию добычи руды:
• неразрывность и тесная взаимосвязь конструкций систем разработки и конструкций применяемого горного оборудования. Первые должны обеспечивать оптимальные условия работы горных машин, а конструкцию и параметры оборудования следует выбирать в строгом соответствии с геологическими особенностями строения жильных месторождений и применяемой технологией горных работ;
• повышение уровня механизации горных работ не только путем использования машин и механизмов, но и в результате исключения из очистного цикла процессов и операций, неподдающихся или плохо поддающихся механизации на данном уровне развития горной техники;
• повышение комфортности условий труда рабочих, снижение физических нагрузок и создание возможностей для вывода людей из очистного пространства;
• агрегирование и унификация техники — широкое использование в различных по назначению машинах однотипных унифицированных узлов.
Наиболее широко при добыче руд цветных металлов в устойчивых и средней устойчивости вмещающих породах используется система разработки подэтажными штреками. Эта технология проста и позволяет вести выемку руд с высокой интенсивностью благодаря широкому использованию самоходного оборудования.
Перспективность новых технологий находится ныне в прямой зависимости от уровня механизации основных и вспомогательных процессов. Особенно это касается разработки маломощных и жильных месторождений.
В практике горного дела наметились два самостоятельных, конкурирующих направления: использование малогабаритных самоходных машин, способных вписываться в выработки, сечение которых не превышает 6 м2, и специализированных комплексов для отработки жил вертикальным забоем.
В первом направлении резкий шаг вперед сделали зарубежные фирмы «Экипман-Минье» (Франция), «Эймко» (США), «Сандвик» (Финляндия), «Там-рок» (Финляндия), «Атлас Копко» (Швеция), «РУЛГОРМАШ» (Россия), «НИПИГОРМАШ» (Россия), создавшие высокопроизводительные малогабаритные самоходные погрузочно-транс-портные машины (ПТМ) и бурильные установки с высокими эксплуатационными качествами, позволяющие получать удовлетворительные технико-экономические показатели добычи руд.
Второе направление механизации очистной выемки жил при помощи механизированных комплексов включает в себя применение машин для работы в вертикальных выработках (в том числе передвигающихся по монорельсу) и механизированных очистных комплексов, передвигающихся в
призабойном пространстве при помощи гидродомкратов.
К достоинствам такой технологии следует отнести высокую производительность труда и повышение безопасности ведения горных работ благодаря минимально короткому сроку пребывания рабочих в очистном пространстве.
Краткий анализ свидетельствует, что для рудников, разрабатывающих маломощные месторождения, основным путем повышения технико-экономических показателей предприятий следует считать внедрение самоходного оборудования (СО), которое имеет техническое превосходство перед монорельсовым механизированным комплексом.
К преимуществам самоходных машин следует отнести возможность автономного передвижения по горным выработкам и выполнения основных технологических операций. Независимое расположение бурильных установок в горизонтальной выработке дает возможность двум рабочим обслуживать 2—3 агрегата.
4. Изыскание эффективной технологии разработки тонких крутопадающих жил в условиях переходного этапа от систем с магазинированием руды к системам с использованием проходческих комплексов
Интенсивность очистной выемки является одним из основных показателей, оценивающих применяемые системы разработки жильных месторождений.
Она сама в свою очередь зависит от целого ряда факторов, таких как производительность труда забойного рабочего, крепость руды и вмещающих пород, уровень механизации основных
^ Свежий воздух
Загрязненный воздух
Система с магазинированием руды: 1 — ниша для проходческого полка; 2 — доста-вочный штрек; 3 — погрузочный заезд; 4 — откаточный штрек; 5 — восстающий; 6 — смотровое окно; 7 — погрузочно-доставочная машина; 8 — проходческий полок; 9 — буровой станок в комплексе с КПВ
технологических процессов, организация работы очистной выемки.
Сущность предлагаемого варианта системы разработки заключается в рациональном сочетании двух самых прогрессивных направлений, в развитии технологии разработки жильных месторождений, использований монорельсовых комплексов для работы в вертикальных выработках и самоходных машин, имеющих возможность автономного передвижения по горным выработкам (рисунок).
Блок определенных размеров ограничивается по простиранию блоковыми восстающими, которые проходят с помощью проходческих комплексов КПВ. По окончании проходки восстающих проходческие комплексы используются для бурения с полков горизонтальных скважин, их заряжания и коммутации взрывной сети. Для сохранения восстающего по обе стороны от него оставляют целики толщиной 3 м путем недозаряжания скважин на 4 м
от устья, эти целики взрываются в последнюю очередь.
Выпуск руды ведут на почву погрузочных камер-заездов, где ее грузят ковшом ПЛМ и доставляют к рудоспуску или перегружают в вагоны рельсовой откатки. После окончания выпуска руды из камеры междукамерные целики и потолочину обру-шают массовым взрывом, и выпуск руды ведут под обрушенными породами [2, 3].
Комплекс оборудования состоит из двух КПВ с буровыми установками, позволяющими бурить скважины диаметром 50—64 мм, глубиной до 15— 20 м, пневматическим зарядчиком, погрузочно-доставочной машиной с ковшом емкостью 1—2м . Производительность комплекса 100—125 тыс. т руды в год.
Выводы
1. В связи с вовлечением в эксплуатацию месторождений, характе-
1. Рахимов В.Р., Алимходжаев С.Р. Развитие минерально-сырьевой базы горнодобывающей промышленности Узбекистана в гористых районах. — Горный журнал- 2001, № 10, с. 130—131.
2. Рябченко Е.П., Мусатов И.А. Отработка рудных залежей небольшой мощности с применением проходческого комплекса
ризующихся сложными горно-геологическими условиями, а также невозможностью дальнейшего повышения уровня механизации технологических процессов очистной выемки, область применения систем с магазинирова-нием руды в ее классическом варианте значительно сокращается.
2. Улучшить показатели эффективности разработки крутопадающих жил можно применением вариантов систем, при которых обеспечивается комплексная механизация технологических процессов очистной выемки.
3. Перспективными направлениями по повышению эффективности эксплуатации крутопадающих жильных месторождений являются технологические схемы разработки с очистными механизированными комплексами с монорельсовым перемещением, в сочетании с комплексами малогабаритного самоходного оборудования.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
КПВ-1. — Горный журнал — 1975, № 1, с. 42—44.
3. Заключительный отчет о НИР «Разработка технических решений по совершенствованию технологии горных работ на руднике Зармитан ЮРУ НГМК» — «О'гСЕОТБХиТ1» инв. № ПТ-67034; Руководитель темы Лобанов В.С.; Ташкент, 2006. 1233
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Раимжанов Баходир Раимжанович — доктор технических наук, профессор, заместитель директора по науке, [email protected],
Лобанов Владимир Сергеевич — начальник лаборатории горных работ, Мухитдинов Алишер Таджимбаевич — главный специалист лаборатории горных работ, Вахитов Руслан Рамильевич — инженер II-ой категории лаборатории горных работ, Казаков Бехзод Ильхомиддинович — инженер II-ой категории лаборатории горных работ, Институт «O'zGEORANGMETLITI», Ташкент, e-mail: [email protected].
