CC BY
26
© Ю.В. Демидов,
И.А. Магаршак, 2003
УДК 622.275
Ю.В. Демидов, И.А. Магаршак
ОТРАБОТКА ПЕРЕХОДНОЙ ЗОНЫ МЕЖДУ ОТКРЫТЫМИ И ПОДЗЕМНЫМИ РАБОТАМИ С СОЗДАНИЕМ РУДНОЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ ПОДУШКИ С ЦЕЛЬЮ СНИЖЕНИЯ РАЗУБОЖИВАНИЯ РУДЫ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ ВЫЕМКЕ
При совместной отработке месторождений между открытыми и подземными работами оставляется рудный барьерный целик, в котором сказывается взаимное влияние открытого и подземного способов разработки. Такой участок месторождения принято называть переходной зоной, а период отработки его называют переходом с открытых работ на подземные.
При отработке мощных месторождений руд средней ценности на подземных работах применяется, как правило, высокоэффективные системы разработки с подэтажным или этажным обрушением.
Нормальное функционирование систем данного класса возможно лишь при наличии над отрабатываемым массивом предохранительной подушки для заполнения отрабатываемого пространства и недопущения прямых аэродинамических связей подземных выработок с выработанным пространством карьера. Такая подушка может состоять из об-рушаемых покрывающих пород, а при отработке запасов под дном карьера в случае эксплуатации крутонаклонных залежей из вскрышных пород, размещенных в отработанном карьерном пространстве. Создание внутреннего отвала в отработанном карьерном пространстве позволяет обеспечить нормальное функционирование подземного рудника и, кроме того, улучшает показатели работы карьера, особенно в его завершающей стадии, за счет сокращения расстояния перевозки вскрышных пород.
Однако в этом случае в процессе выпуска руды происходит интенсивное примешивание пустых пород, учитывая высокую подвижность насыпных не уплотненных пород вскрыши. По данным практики и физического моделирования на крупномасштабных моделях, разубоживание на подземных работах при использовании системы подэтажного обрушения под внутренним отвалом составляет 17-20%, что приводит к значительному увеличению затрат на обогатительном переделе.
Экономической службой Оленегорского ГОКа выполнены расчеты по удорожанию производства концентрата из-за недопоставок железа в исходной руде.
Так отклонение содержания железа от исходного равного 28% в сторону снижения на 1% удорожание производства 1 т концентрата составляет 9,96 руб.; на 2% - 20,65 руб.; на 3% - 32,15 руб.; 4% - 44,69 руб.; 5% - 58,37 руб.
С целью повышения эффективности разработки, снижения затрат и повышения рентабельности предприятия разработана
технология отработки переходной зоны между открытыми и подземными работами (рисунок).
Предлагаемая технология включает создание рудной предохранительной подушки путем взрывания барьерного целика из карьера с использованием карьерного бурового оборудования, а части его из буровых выработок подземного рудника.
Ниже бурового горизонта располагается буродоставочный горизонт, отбойка и выпуск руды, на котором производится по традиционной технологии.
Заполнение выработанного
пространства при выпуске руды производится за счет опускания предох-ранительной подушки. Для обеспечения условий отбойки руды в «зажиме» и предотвра-щения поступления холодного воздуха в подземный рудник (особенно в зимнее время в условиях Севера) мощность предохранительной подушки должна составлять удвоенную высоту подэтажа т = 2Ь При традиционных схемах системы подэтажного обрушения высота подэтажа составляет обычно 20^25м, тогда т = 2-25 = 50 м.
В этом случае рекомендуемые параметры отбойки для создания предохранительной подушки должны составлять: ^ - толщина рудного слоя, отбиваемого из карьера - 20 м; ^г.р. - толщина рудного слоя, отбиваемого из подземного рудника - 25 м, тогда
т = ^-Кр+^р.-К р, м
где Кр - коэффициент разрыхления при отбойке руды на карьере, Кр = 1,3; К - коэффициент разрыхления при отбойке руды из подземного рудника, Кр = 1,15,
т = 20 • 1.3+25- 1.15 = 54.75 м, что вполне обеспечивает нормальные условия работы на подземном руднике.
Общий норматив разубоживания руды при системе по-дэтажного обрушения с торцевым выпуском определяется по формуле:
Р=
Вк + Вв + Впр к в -100,%
бб - П + В
где Вк - конструктивное разубоживание, т; Вв - разубожи-вание от примешивания пустых по род при выпуске, т; Впр -разубоживание от проходки полевых выработок, т; Qб - балансовые запасы руды в панели,т; В - количество разубо-живающих пород, т; П - эксплуатационные потери руды, т.
В = Вк+Вв+Впр.
Подставляя численные значения для условий Комсомольского месторождения получим содержание железа в извлекаемой руде равное 23,6%. В этом случае удорожание производства 1 т концентрата составит 48.62 руб.
Схема создания рудной предохранительной подушки при отработке переходной зоны между открытыми и подземными работами: 1 - дно карьера; 2 - буровой горизонт; 3 - буродоставочный горизонт; 4 - взрывные скважины, пробуренные из карьера; 5 - взрывные скважины, пробуренные с бурового горизонта подземного рудника.
По мере выпуска руды происходит опускание предохранительной подушки с одновременным увеличением её мощности за счет частичного обрушения породы с образующихся плоскостей обнажения по контактам рудного тела особенно при вертикальном и крутонаклонном падении рудной залежи. Это дает возможность выпускать часть руды из предохранительной рудной подушки на нижележащих горизонтах. Окончательное доизвлечение руды из предохранительной подушки производится при отработке последнего нижнего горизонта.
При создании рудной предохранительной подушки практически отсутствует такая составляющая как разубожи-вание от примешивания пустых пород при выпуске руды.
Тогда
Р= Вк +Впр -100,%
<2б - П + В
где В = Вк+Впр.
Расчеты, выполненные для условий Комсо-мольского месторождения Оленегорского ГОКа, показали, что в этом случае общее разубоживание составит - 3%, и тогда содержание железа в извлекаемой руде составит 27,3%, при этом удорожание производства 1 т концентрата составит -6.87 руб.
Таким образом, создание рудной предохрани-тельной подушки позволит предотвратить ущерб при производстве 1 т концентрата из руды Комсо-мольского месторождения на 41.75 руб.
Однако при этом следует учитывать то обстоя-тельство, что запасы руды в предохранительной подушке являются временно неактивными, и поэтому происходит некоторое «замораживание» оборотных средств, что также приводит к определенному ущербу для предприятия.
