CC BY
29
5. Новожилов Si.Г. Основные вопросы открытой разработки на больших глубинах: Авторсф. дне. . . . д-ра техн. наук. - Сверхтовск: СГИ. 1954. - 30 с.
6. Новожилов № Г..Селянин В. Г., Троп А.Е. Глубокие карьеры. - М.: Госгортехиздат. 1962. - 258 с.
7. Ольховский A.M. Комплексная оценка факторов, определяющих поддержание производственной мощности глубоких карьеров в период эксплуатации: Дис. ... канд. техн. наук - Свердловск: ИГД МЧМ СССР. 1987.1 158 с.
8. Открытая разработка месторождений на больших глубинах / Ржевский В.В.. Истомин В В.. Трубецкой К Н.. Пешков А.А //Горный журнал. - 1988. 5. - С. 14-23.
9. Прогноз физико-механических свойств горных пороо на глубоких горизонтах железорудных карьеров: Отчет о НИР (заключительный) / ИГД МЧМ СССР. Р\к. Зотеев В.Г., № ГР 01830031716. Инв. № 028300659%. - Свердювск. 1981. • 41 с.
10. Разработка методики определения производительности глубоких карьеров по горнотехническим возможностям: Отчет о НИР (заключительный) / ИГД МЧМ СССР. Рук Ткачев А Ф. № ГР 01880058566. Инв 02860062732. - Свердювск. 1989 - 130 с.
П. Ржевский В.П.. Истомин В В. Пути решения проблем открытой разработка глубоких карьеров и пути их решения: Тезисы докл. Всесоюш. науч.-техн. конф. - М.: Чермстинформация. 1987. - С. 2-4.
12. Селянин В.Г. Интенсификация горных работ в глубоких карьерах - М.: Недра. 1977. - 192 с.
13. Технологические параметры глубоких карьеров / Новожилов M Г.. Масвский A.M.. Бондарь С. А. идр.-М.: Недра. 1982. - 172 с.
УДК 622.001.14
Г.А. Ворошилов, В.Г. Поль, А.И. Kayлько
ОАО Институт "Уралгипроруда"
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СХЕМЫ ВСКРЫТИЯ, ТРАНСПОРТА И
ОТВАЛООБРАЗОВАНИЯ В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ ГОРНОГО РЕЛЬЕФА ЧИНЕЙСКО-УДОКАНСКОЙ ГРУППЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Масштаб и уникальность Чинейско-Удоканской группы титано.магнетитовых ванадийсо-держащих железных руд и медноплатиновых руд, стратегическая важность освоения Кодаро-Удоканского рудного района, расположенного в зоне строительства БАМа, а также наличие в районе других месторождений полезных ископаемых предопределяют возможность организации крупного территориально-промышленного горно-обогатительного комплекса.
В то же время район месторождения характеризуется крайне неблагоприятными горнотехническими и географо-климатическими условиями, с которыми придется считаться при проектировании освоения месторождений. Так. Чинейское месторождение занимает территорию примерно 3x2 км в сложных горных условиях с абсолютными отметками рельефа от 1650 до 2150 м (перепад высот - 500 м). Косогорность рельефа на площади проектируемого карьера колеблется от 7 до 45°. а на подходах со стороны проектируемой обогатительной фабрики - 35 - 40°.
Учитывая сложные условия горного рельефа, а также ограниченные безрудные площади, пригодные под отвалы в районе месторождения. ОАО "ЗабанкалцвстмстНИИпроскт" в составе "ТЭО строительства Чинсйского ГОКа" в 1999 году поручил разработку раздела "Технологический транспорт и отвальное хозяйство" ОАО Институт "Уралгипроруда", имеющему опыт проектирования Молодежного месторождения асбеста, расположенного в 230 км западнее Чинейского месторождения и находящегося в подобных горнотехнических и климатических условиях. Среднегодовая температура составляет - 6 СС, в районе преобладают резко расчлененные формы рельефа, абсолютные отметки поверхности месторождения колеблются от 1350 до 2000 м, а относительное превышение над уровнем Муйской долины - от 850 до 1100 м. Участок характеризуется высокой сейсмичностью (до 10 баллов), лавиноопасностью. повсеместным распространением
85
многолетней мерзлоты, склонностью поверхностных водотоков к интенсивному налсдообразова-нию. низкими температурами и снежными заносами в зимнее время.
В "ТЭО целесообразности строительства ГОКа на базе Молодежного месторождения" предусмотрен новый запатентованный институтом "Уралгипроруда" способ вскрытия нагорной части карьера, в которой находится свыше 70 % всех объемов вскрышных пород, заключающийся в одновременном обуривании и взрывании группы уступов (по 5-6 и более) направленным взрывом на сброс на концентрационный транспортный горизонт, оборудованный лавиноуловителсм. Оставшаяся после взрыва порода также сбрасывается экскаваторами по специально устраиваемым на бортах карьера наклонным желобам - лавиноспускам на транспортный горизонт, откуда отгружается для транспортирования на внешние отвалы.
Большое число добычных горизонтов (глубина карьера по замкнутому контуру 390 м) при относительно небольших размерах карьера в плане обуславливает необходимость применения в качестве внутрикарьерного технологического автомобильного транспорта типа БелАЗ.
К вопросу о применении для технологических перевозок импортных автосамосвалов следует иметь в виду следующие соэбражения По данным Управления маркетинга ПО БелАЗ 1999 года стоимость зарубежных аналогов в 1.5 (японских) и в 3 (американских) раза выше стоимости белорусских автосамосвалов.
В условиях горного рельефа реализовать преимущества импортных автосамосвалов (более крутые уклоны и высокие скорости движения) невозможно, т.к. эти параметры для нагорных карьеров (на высотах более 1000 м над уровнем моря) ограничены нормами проектирования (СНиП 2.05.07-91 п.5.40). Приобретать более дорогое оборудование в этих условиях считается нецелесообразным.
С учетом вышеуказанных особенностей района, расположения обэгатитсльной фабрики и других проектируемых объектов комбината в ТЭО рассмотрены варианты вскрытия и разработки месторождения с применением следующих видов транспорта: автомобильного, автомобильно-жслезнодорожного (с рудоспусками и горизонтальной штольней), автомобильно-конвейерного (с наклонной конвейерной штольней), автомобильно-пневмоконтейнерного, канатно-подвссных дорог.
В варианте применения автотранспорта в качестве доставочного на обогатительную фабрику для погашения больших перепадов высот требуется расстояния 15-23 км, выходящие за границы рациональных дальностей откатки для автотранспорта Сам процесс транспортировки руды под уклон по горной дороге в суровых климатических условиях будет дорогостоящим и небезопасным.
По варианту автомобильно-жслезнодорожного транспорта руда автосамосвалами доставляется до расположенных в карьере рудоспусков, затем перепускается в подземну ю горизонтальную откаточную штольню, по которой железнодорожным транспортом доставляется на обогатительную фабрику. Преимуществами этого варианта являются минимальные дальности откатки руды автотранспортом, идеальные условия работы ж.-д. подвижного состава в режиме маятникового движения по практически горизонтальной штольне, самые низкие эксплуатационные расходы по транспорту руды в целом. К недостаткам варианта следует отнести большие объемы подземных горнокапитатьных выработок, которые должны быть выполнены до ввода карьера в эксплуатацию. наибольшие капитальные затраты в целом по сравнению с другими рассмотренными вариантами
В варианте автомобильно-конвейерного транспорта руда сборочным карьерным автотранспортом доставляется к стационарному дробильно-перегрузочному узлу, расположенному в борту карьера, дапсе транспортировка дробленой руды на фабрику осуществляется конвейером вниз по наклонной подземной штольне. Два последних варианта вскрытия, базирующиеся на применении ЦПТ, изображены на рис. 1 Преимущества автомобильно-конвейерного варианта - применение сборочного автотранспорта на рациональных плечах откатки (2,2 км), сравнительно небольшие эксплуатационные расходы, исключается влияние климатических условий на работу конвейеров. Недостатки варианта - необходимость проходки штольни в период горнокапитатьных работ, сложности при замене лент конвейеров в штольне, трудности в ликвидации последствий возможных землетрясений.
Рис. 1. Варианты вскрытия месторождения «Молодежное»:
Стайные линии - нариат с применением автомобильно-конвейерного транспорта (ЩИ ); пунктирные линии нарианг с применением автомобильно-железнодорожного транспорта; / - корпус крупного дробления. 2 - наклэнная конвейерная штольня; 3 - вентиляционно-проходческий ствол;
4 - рудоспуски. 5 - откаточная иггольня для железнодорожного транспорта, б - вешнтяционный ствол.
7 - обогатительная фабрика
В варианте автомобильно-пновмоконтейнерного транспорта дробленая руда от стационарного дробильного узла подастся на обогатительную фабрику по пневмоконтеинерной линии, трассируемой по поверхности. Сравнение вариантов транспорта (табл.1) показало, что наиболее экономичным является применение пневмоконтейнерного транспорта руды до фабрики. С точки зрения надежности работы, простоты обслуживания и соответствия тяжелым климатическим условиям эксплуатации этот транспорт является также наиболее приемлемым.
Таблица 1
Сравнение схем вскрытия карьера и видов транспорта руды до обогатительной фабрики
Затраты, млн р>б. (в ценах 1984 г.) Вид транспорта
автомобильный автомобильно-железнодорожный автомобильно-ко>шейерный автомобильно-пневмо-контейнерный
Капитальные 29.78 91.97 38.19 23,46
Годовые эксплуатационные 5,98 3.33 2,73 2.74
Приведенные 9.55 14.35 7,31 5.56
Однако, учитывая, что пнсв:^юконтсйнсрный транспорт находится в основном в стадии опытно-промышленных испытаний и расчеты по нему были выполнены на базе проектных проработок по другим предприятиям меньшей мощности и не подтверждены мировым опытом эксплуатации на карьерах большой мощности, институтом "Уралгипроруда" было рекомендовано ИГД УрО РАН продолжить исследования условий и эффективности его использования с тем, чтобы на дальнейших стадиях проектирования более детально рассмотреть этот вид транспорта как конкурирующий с автомобильным и автомобильно-конвейерным.
Среди возможных вариантов транспорта руды до фабрики также рассматривался транспорт грузовыми подвесными канатными дорогами (ГПКД) с вагонетками При изучении отечественного и мирового опыта ГПКД установлено, что в нашем конкретном случае для обеспечения заданной производительности потребуется до 3-х параллельных канатных дорог, несколько промежуточных натяжных и приводных станций, также потребу ется изготовление индивидуальных опор высотой от 50 до 100 м (типовые опоры до 25 м) в количестве 120-170 штук, обслуживание которых обусловливает строительство автодороги параллельно линиям ГПКД (что исключено условиями рельефа), а значит, в объезд по горизонталям Большие затраты на обслуживание ГПКД, их ненадежность при таком количестве опор и промежуточных натяжных и приводных станций, а также отсутствие безотказно действующих автоматизированных систем загрузки и разгрузки вагонеток и самих вагонеток, не выпускаемых серийно, обу словили вывод о невозможности практического обслуживания ГПКД в данных условиях, и из-за нсобеспсчсния надежности и тсхноло-
гнчности вариант из дальнейшего рассмотрения в "ТЭО строительства ГОКа на базе Молодежного месторождения" был исключен.
При разработке раздела "Технологический транспорт и отвальное хозяйство" в составе «ТЭО строительства Чинсйского ГОКа» институтом был использован уже имеющийся опыт проектирования в сложных горнотехнических и климатических условиях. Характер рельефа, плановое и высотное положение карьера, фабрики, отвалов, а также объемы перевозок и временное отсутствие энергетического обеспечения предопределили применение в качестве технологического мобильного и автономного автомобильного транспорта. Дру гие виды транспорта зависимы от энергетического обеспечения района, что отодвигает сроки начала освоения месторождения на время решения энергетических проблем. Следует также отметить, что применение других видов транспорта не исключает необходимости строительства разветвленной сети автомобильных дорог, которые при применении автомобильного транспорта в качестве основного технологического используются по прямому назначению - для перевозки горной массы. При выборе типа автосамосвалов учитывались годовые объемы перевозок, дальности транспортировки, соответствие емкости кузова типам добычных и вскрышных экскаваторов, этапность освоения месторождения, а также удельная стоимость автосамосвалов на тонну их грузоподъемности (табл.2).
Анализ данных табл.2, представленных Управлением маркетинге. ПО БелАЗ по состоянию на март 1999 года, показывает, что удельные стоимости автосамосвалов различных модификаций на тонну их грузоподъемности су щественно отличаются (до 60 %). Примерно в таких же пропорциях могут изменяться и капитальные затраты на транспортное оборудование для технологических перевозок при различных типах автосамосвалов
Таблица 2
Удельная стоимость автосамосвалов
Марка (тип) автосамосвала Грузоподъемность, т Цена, долларов США Удельная стоимость на 1 т грузоподъемности, долларов США
БелАЗ-7555 55 298 800 5432
БслАЗ-7540 80 494 500 6181
БслАЗ-7512 120 470600 3922
БелАЗ-7513 130 584 500 4496
БелАЗ-75215 180 959 800 5332
БелАЗ-7530 200 807 200 4036
Учитывая приведенные данные, на период постоянной эксплуатации карьера были рекомендованы два наиболее дешевых по удельной стоимости типа автосамосвалов:
- для транспортировки руды - автосамосвалы БслАЗ-7512 грузоподъемностью 120 т;
- для транспортировки вскрыши - автосамосвалы БелАЗ-7530 грузоподъемностью 200 т.
В первоначальный период технологические перевозки предусматривается выполнять авто-самосвалами БслАЗ-7555 грузоподъемностью 55 т, исходя из следующих соображений. Вероятнее всего до момента решения вопросов энергоснабжения горные работы будут производиться дизельными экскаваторами с небольшими емкостями ковшей, что будет соответствовать меньшей емкости кузовов автосамосвалов. Автосамосвалы БслАЗ-7555 более маневренны, что особенно важно в период строительства технологических автодорог с меньшей шириной проезжей части, да и годовые объемы перевозок горной массы в первоначальный период в 4 раза меньше, чем на полное развитие карьера, и вполне приемлемы для эксплу атации 55-тонных самосвалов
Строительство земляного полотна автодорог производится сразу на всю ширину под перспективный тип автосамосвала, строительство дорожной одежды может производиться поэтапно: сначала на ширину, необходимую для эксплуатации автосамосвалов грузоподъемностью 55 т с устройством промежуточного ограждающего вала из щебня, затем - с уширснисм проезжей части до проектной ширины под большегрузные самосвалы за счет разравнивания промежуточного ограждающего вала. Для обеспечения устойчивости земляного полотна в основных насыпях, расположенных на участках рельефа с крутизной более 1:3. предусмотрена нарезка ступенчатых уступов. Констру ктивные поперечные профили технологических автодорог показаны на рис.2.
л
\ ¿хыТи
Рис. 2. Конструктивные поперечные профили технологических автодорог для автосамосвалов БслАЗ-7530.
а - двухполосные при косогорносш рельефа положе 1:3; б - двухголосные при косогорности рельефе круче 1:3
Разработка месторождения начинается пионерным карьером, расположенным в юго-восточной части месторождения, для ввода в эксплуатацию которого необходимо построить 5 км автомобильных дорог в границах проектируемого карьера со стороны седла с отметкой 1867,2 в сторону фабрики, отвала и пионерного карьера, а также 5,5 км автодорог вне контура карьера - на перегрузочную площадку руды и нг. отвал № 1. Для ускорения строительства первоначальной схемы вскрывающих автодорог объемы насыпей и выемок практически сбалансированы, что позволяет осуществить их строительство независимо от поступления вскрыши для возведения земляного полотна автодорог.
Следует отметить, что вопрос современного строительства технологических автодорог во многом определяет и саму схему работы технологического транспорта. Так, для формирования схемы транспорта и отвалообразования за счет создания искусственного рельефа местности и возведения насыпей потребуется порядка 50 млн м3 пород вскрыши. С учетом очередности строительства автодорог на первый период (до 2005 г.) определились следующие грузопотоки и схема работы технологического автотранспорта:
- руда в количестве 5 млн т в год автосамосватами БелАЗ-7555 доставляется на фабрику круглосуточно;
- примерно 40 % вскрыши в светлое время суток доставляется для строительства насыпи автодороги от северного борта карьера на отват № 1;
- до 60 % вскрыши в темное время суток перевозится на отват № 1, где предусмотрено искусственное освещение в соответствии с Едиными правилами безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом.
При необходимости круглосуточной работы на строительстве автодорог потребуется передвижная дизель-генераторная электростанция для освещения площадок разгрузки автосамосвалов на насыпях. При наличии такой станции можно избежать жесткой привязки перевозок вскрыши в насыпь к светлому времени суток.
В период с 2005 по 2009 годы (второй расчетный период) производится наращивание производительности карьера по руде до 10 млн т, по вскрыше - до 15 млн м3 в год. В этот период производится поэтапный ввод в эксплуатацию большегрузных автосамосватов грузоподъемностью 120 т для руды и 200 т - для вскрыши. В это время автосамосваты грузоподъемностью 55 т будут задействованы на отсыпке верхних частей насыпей под автодороги, имеющие ширину 34 м, недостаточную для разворотов 200-тонных самосватов.
