CC BY
22
УДК 622.272 Г.Г. Пирогов
ПОДЗЕМНАЯ РАЗРАБОТКА МОЩНЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ РУДНЫХ ТЕЛ В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОГО ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ
Семинар № 15
~П настоящее время подземная раз-
X# работка рудных месторождений сталкивается с рядом проблем, среди которых возрастание горного давления, связанное с переходом горных работ на более глубокие горизонты (600-800 м), невысокое качество руд, усугубляемое наличием мелких и крупных породных включений.
Распространенной технологией разработки мощных крутопадающих рудных залежей является технология, которая базируется на этажно-камерной системе разработки с отбойкой руд скважинами большого диаметра. Высокопроизводительная технология, однако в условиях проявления вышеуказанных проблем характеризуется существенными недостатками: большие потери руды в целом по блоку, достигающие 18-20 %, что обусловливается необходимо-
стью увеличения размеров целиков в условиях повышения горного давления, а следовательно запасов в них;
Рис. 1. Сплошная выемка запасов блока крутонаклонными прирезками (проекция вкрест простирания): 1 - диагональный наклонный съезд; 2 - слоевой заезд; 3 -отработанные прирезки; 4 - породные включения; 5 - железобетонная потолочина междуэтажный целик
трудностями, иногда невозможностью выделения пород при отработке сложноструктурных рудных тел.
Предлагаемая технология частично устраняет отмеченные недостатки и способствует оздоровлению окружающей среды, поскольку в качестве закладочного материала-заполнителя рекомендуется использовать отвальные (текущие) хвосты обогащения. Сущность технологии заключена в следующем.
Рудная залежь в пределах очистного блока условно делится в направлении вкрест простирания на крутонаклонные (согласно падению залежей) прирезки (рис. 1) шириной 6-8 м. Каждую прирезку, начиная от висячего бока, отрабатывают горизонтальными слоями толщиной 3,03,5 м в восходящем направлении. Отрабо-
Затраты, обусловленные показателями извлечения руды из блока
Показатели извлечения Затраты, обусловленные показателями извлечения
Потери руды Плата за разведку Плата за недра Плата за право на добычу Отчисления на воспроизводство минерально-сырьевой базы Плата за основные фонды Проектирование предприятия Строительство предприятия Подготовительные и нарезные работы
Разубожива-ние руды Отбойка рудной массы Доставка рудной массы Транспортирование рудной массы Подъем рудной массы Транспортирование рудной массы на поверхности до обогатительной фабрики Переработка (обогащение) рудной массы Хранение хвостов в хвостохранилище
танный слой после соответствующей подготовки заполняют твердеющей закладочной смесью, выдерживая при этом технологический зазор между поверхностями рудного забоя и закладкой, достаточный для перемещения в призабойном пространстве горно-добычного оборудования.
Очистные работы в слое развиваются от слоевого заезда, пройденного из блокового диагонального наклонного съезда с использованием очистного комплекса самоходных машин. Рудоспуски сооружают на флангах блока. Один из них предназначают для раздельного выпуска породы при наличии в прирезке породных включений.
В целях создания благоприятного напряженно-деформированного состояния
горного массива и снижения общих потерь руды возможно сооружение искусственной потолочины - междуэтажного целика. Технология сору-жения следующая.
Верхнюю часть блока толщиной 3,5-4 м вынимают на всю его ширину заходка-ми с последующим формированием в них арматурной объемно-пространственной
решетки и заполнением твердеющей смесью для получения прочного железобетонного массива с нормативной прочностью 3,5-4,0 МПа. Таким образом, предлагаемая технология очистных работ позволяет осуществлять бесцеликовую раздельную выемку.
При отработке блока крутонаклонными прирезками основным параметром очистного забоя является ширина слоя. На рис. 2 приведена зависимость ширины слоя от прочности руды и глубины разработки для условий Ново-Широкинского месторождения, свидетельствующая, что принятая ширина 8 м удовлетворяет условиям устойчивости руды при прочности на сжатие в пределах 80-140 МПа до значительных глубин ведения горных работ.
По горно-геологическим условиям Но-во-Широкинского месторождения нами выполнено технико-экономичес-кое сравнение с технологией, базирующейся на этажно-камерной системе. Экономическая оценка осуществлена по комплексному критерию, включающему стоимость продукции и затраты, обусловленные показателями извлечения систем разработки (таблица).
N М
Эс = (Е 0,01С1Ц1 + Е0,01СЩ)Кн-
1=1 j=l
-[(А] + А2 + А3 + А4 + А5 + Аб + А7)/Ки+
+ (С1+ С2 + С3 + С4 + С5 + Сб + С7)/
/(1 - р) + С8 + С9], (1)
где Ц1 - рыночная цена 1-го основного полезного компонента в руде, р./т; С1 - содержание 1-го основного полезного компонента в руде, %; Ц - рыночная цена j -го сопутствующего полезного компонен-
А*
и
би аао гио іасо поп іаой Глубина рагааСатхИг м
та в руде, р./т; С - содержание >го сопутствующего компонента в руде, %; Кн -сквозной коэффициент извлечения, ед.; А1
- плата за разведку, р./т; А2 - плата за право пользования недрами, отнесенная на 1 т балансовых запасов месторождения, р./т; А3 - плата за право на добычу руды, отнесенная на 1 т балансовых запасов, р./т; А4 - плата за использование основных фондов горного предприятия, р./т; А5
- затраты на проектирование горного предприятия, отнесенные на 1т балансовых запасов, р./т; А6 - затраты на подготовительные работы, связанные с условиями применения данной системы разработки (закладочный комплекс, монтаж -демонтаж закладочных трубопроводов и др.). Отнесены на 1 т балансовых запасов, р./т; А7 - затраты на строительство горного предприятия, отнесенные на 1 т балансовых запасов, р./т; Ки - коэффициент извлечения руды из выемочного участка (с учетом погашения целиков), д. ед; С1 - затраты на отбойку 1 т руды, р.; С2 - затра-
Рис. 2. График зависимости ширины слоя от глубины разработки и предела прочности руды на сжатие: 1 - 140 МПа; 2 - 120 МПа; 3 - 100 МПа; 4 - 80 МПа
ты на доставку 1 т руды, р.; С3 - затраты на подземное транспортирование 1 т руды, р.; С4 - затраты на подъем 1 т руды, р.; С5 - затраты на переработку (обогащение) 1 т руды, р.; С6 - затраты на транспортирование по земной поверхности 1 т руды, р.; С7 - затраты на складирование в хво-стохранилище хвостов, полученных из 1 т руды, р.; С8 - затраты на подготовительно - нарезные работы в выемочном участке (блоке, панели), р.; С9 - затраты на поддержание выработанного пространства в период отработки выемочного участка (блока, панели), р. Затраты связаны с закладкой или креплением выработанного пространства; р - коэффициент разубожи-вания руды по выемочному участку (с учетом погашения целиков), д. ед.
Расчетная удельная экономическая эффективность технологий составляет:
- технологии выемки крутонаклонными прирезками с использованием хвостов обогащения - 217,5 р/т;
- технологии на базе этажнокамерной системы разработки - 104,2.
Проведенное технико-экономичес-кое сравнение позволяет сделать вывод о выгодности разработки сложноструктурных рудных залежей в условиях повышенного горного давления крутонак-лонными прирезками с применением для закладки хвостов обогащения.
— Коротко об авторах -----------------------------------------------------------------
Пирогов Г.Г. - кандидат технических наук, доцент, профессор кафедры подземной разработки месторождений полезных ископаемых Читинского государственного университета.
