CC BY
62
Повышение эффективности подземной разработки тонких крутопадающих жил
А.М. Павлов, д.т.н., профессор, Иркутский национальный исследовательский технический университет
Д.С. Васильев, аспирант, Иркутский национальный исследовательский технический университет_
Отработка запасов тонких, небогатых золоторудных тел представляет определенную проблему из-за ухудшения качества добываемой руды вследствие повышенного разубоживания, что приводит к оставлению таких запасов в недрах, несмотря на произведенные затраты на их разведку, вскрытие и подготовку.
Характерным примером может служить добыча руды Коневинского золоторудного месторождения в условиях кри-олитозоны с применением системы разработки с магазини-рованием руды.
Рудное тело представлено тонкими (мощностью от 0,01 до 0,07 м) крутопадающими под углом 75° жилками в зоне бе-резитов, мощность которых изменяется от 0,1 до 1,1 м, в среднем составляя 0,41 м (2013 г). Содержание золота в пробах варьирует от десятых долей грамма до сотен грамм на тонну руды. Распределение металла носит нелинейный характер [1, 2]. По содержанию отмечаются следующие сорта руд:
- убогие (менее 1 г/т);
- средние (от 1 до 10 г/т);
- богатые (10-100 г/т);
- весьма богатые.
В ходе отработки залежи выявлена закономерность - золото распределяется дискретно и крайне неравномерно (рис. 1).
Рис. 1 Фрагмент очистного блока 7-3-1Б, иллюстрирующий неравномерность распределения мощности руды и содержания металла и область убогой руды (в числителе - мощность, в знаменателе - содержание)
Анализ отработанных блоков позволил установить закономерность: убогие руды, которые попали в добычу, составляют в среднем 14,5 % от всей площади балансовых запасов. С учетом нелинейного распределения металла в руде определено среднее содержание по классу убогих руд - 0,31 г/т. Такое содержание соответствует содержанию золота в хвостах обогатительной фабрики. Таким образом, выявлено, что убогие руды представляют собой внутреннее разубоживание, которое не учитывалось при подсчете запасов золота.
Изучение свойств массива горных пород показало, что в нем преобладают две системы трещин - система крутопадающих трещин, субпараллельных контактам рудного тела, и система секущих пологих трещин. При пересечении поло-
гих с крутопадающими трещинами степень устойчивости снижается и происходит образование вывалов из боков очистного пространства блока, что становится причиной вторичного разубоживания добываемой руды.
Измерение природных напряжений массива горных пород методом щелевой разгрузки [3, 4] показало, что их величины аппроксимируются формулами [1]:
ов = -уН; опр = -1,46уН; о„ = -1,22уН.
В процессе исследований проведено моделирование техногенных напряжений в целиках и стенках очистных камер методом конечных элементов с помощью программного комплекса ББМ (ИГД УрО РАН) [4, 5, 1].
Техногенные напряжения в подштрековых целиках и стенках очистного блока, где ведется добыча руды, не превышают допустимых (осж доп = -79 МПа, ор доп = 13,2 МПа) в пределах этажа (рис. 1, 2).
Высота камеры 1)к, м
25 '30 '3 '40 45
1
________ 2
-3-
4
о„, МПа 5
Рис. 2 Зависимость техногенных напряжений в подштрековом целике от высоты отработки блока (высоты камеры, Ик): 1, 2, 3, 4, 5 - соответственно на глубинах 200, 300, 400, 500, 600 м
Рис. 3 Зависимость техногенных напряжений в стенках очистного блока от высоты выемки руды (высоты камеры, Ик): 1, 2, 3, 4, 5 - соответственно на глубинах 200, 300, 400, 500, 600 м
Обследование всей отработанной площади очистных блоков показало, что стенки очистных камер и оставленные целики сохраняют свою устойчивость в пределах отработанного блока при высоте этажа 50 м (рис. 4), что подтверждает правильность выбранной методики определения напряжений в массиве.
В результате обследования очистных блоков сделан вывод: отслоение пород с боков очистной камеры происходит по трещинам в результате сейсмического воздействия взрывных работ, так как не наблюдается превышений предельно допустимых напряжений.
Исходя из того что при разработке тонких крутопадающих рудных тел с системой с магазинированием руды очистную добычу необходимо вести сплошным фронтом и обеспечением минимальной выемочной мощности 1 м, то, с учетом вторичного разубоживания и добычи убогой руды, данную систему нельзя назвать эффективной по причине
86 | «Горная Промышленность» №1 (131) / 2017
а)
Таблица 1 Показатели качества добычи очистной руды за 2013 г.
Рис. 4 Очистное пространство отработанного блока: а - в
середине блока; б - вдоль восстающего, закрепленного срубовой крепью
снижения качества добываемой руды (табл.1). Снижение минимальной вынимаемой мощности менее нормативной - 1 м, приводит к зависанию и замораживанию замагазини-рованной руды в блоке, что в конечном итоге увеличит потери металла.
Изучив природу распределения металла в руде и выявив области убогих руд, необходимо было подобрать такой порядок выемки балансовых запасов, который бы позволил оставлять в целиках породу и убогую руду, при этом сохранив устойчивость выемочного пространства, исключив вторичное разубоживание и обеспечив безопасность ведения горных работ. Кроме этого, при среднем содержании геологической руды - 10,8 г/т и очистной мощности 0,4 м возникает необходимость уменьшить очистную мощность в результате взрывной отбойки руды.
В ходе проведенных изысканий была выбрана система с подэтажной отбойкой руды, разработан порядок ведения выемки балансовых запасов уступным забоем по простиранию с нисходящей выемкой и опорным креплением (рис. 5). Обоснованы конструктивные параметры данной системы разработки. Выемка запасов производится короткими уступами по простиранию в нисходящем порядке. Подэтаж проходится с опережением нижнего уступа на 3 м и анкерным - опорным креплением по углам кровли. Общая высота подэтажа отработки запасов, включая подэтажный штрек и целик - 8 м. Рудное поле данных параметров в результате отработки балансовых запасов позволяет сохранить устойчивость обнажений
боковых пород с минимальными затратами на поддержание и локализовать отработанное пространство от рабочей зоны ведения работ.
Данная система прошла промышленные испытания, подтверждающие ее эффективность, которая достигается за счет:
- значительного снижения ГПР на 1000 т балансовой руды;
- применение
Показатели
Мощность рудного тела, м 0,41
Мощность очистного пространства, м 1,06
Мощность очистного пространства с учетом вторичного разубоживания, м 1,24
Потери металла, % 3
Разубоживание очистной руды (первичное), % (т) 61,7 (58004)
Разубоживание очистной руды (вторичное), т 15894
Общее разубоживание, % 67
Содержание в геологической руде, г/т 10,8
Содержание в добытой руде, г/т 3,5
Таблица 2 Сравнение систем разработки по очистному блоку при высоте этажа -70 м
Наименование Системы разработки
подэтажная отработка с магазиниро-ванием руды
Выемочная мощность, м 0,66 1,24
Разубоживание общее, % 42,7 68,9
Разубоживание в очистной руде, % 37,4 67,2
Разубоживание в попутной руде, % 72,0 75,7
Потери очистной руды, % 2 3
Среднее содержание металла в добываемой руде, г/т 6,2 3,4
Содержание в очистной руде, г/т 6,8 3,5
Содержание в попутной руде, г/т 3,0 2,6
Масса добытого металла, кг 59,1 58,7
Протяженность горнопроходческих выработок на 1000 т балансовой руды, м 39 75
Рис. 5
Порядок выемки балансовых запасов блока системой подэтажной отбойки
механизированной проходки восстающего с исключением срубового крепления;
- погрузки руды из рудоспусков через выпускные люки, исключив работу ПДМ;
- значительного снижения объема перевозки горной массы и переработки руды в расчете на один грамм добытого металла;
- гибкой системы отработки, позволяющей оставлять породные и забалансовые целики, а также вести селективную выемку руды, оперативно в ходе отработки менять размеры подэтажа;
- расширения фронта работы;
- возможности опережающе проводить доразведку запасов проходкой подэтажей;
- снижения выемочной мощности и исключения вторичного разубоживания.
Производительность труда горнорабочего в смену по отбойке жильной массы при системе с подэтажной отбойкой уступным забоем по простиранию с нисходящим порядком выемки и опорным креплением находится на уровне производительности по системе с магазинированием руды.
Применение предлагаемого варианта подэтажной системы разработки по сравнению с системой с магазинировани-ем руды (табл. 2) позволит улучшить качество добываемой руды в два раза и снизить себестоимость горных работ на 35 %, что позволит предприятию уверенно выйти на рентабельный уровень производства.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ:_
1. Павлов А. М. Совершенствование технологии подземной разработки жильных месторождений золота. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2013. - 128 с.
2. Павлов А.М. Фрактальные свойства геологической среды как показатель сложности условий эксплуатации золоторудных месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2011. - №6. - С. 60-66.
3. Влох Н. П. Управление горным давлением на подземных рудниках. - М.: Недра, 1994. - 208 с.
4. Зубков А. В. Геомеханика и геотехнология. - Екатеринбург: УрО РАН, 2001. - 335 с.
5. Неганов В.П. Технология разработки золоторудных месторождений / Под ред. В.П. Неганова. - М. Недра, 1995. - 336 с.
«Горная Промышленность» №1 (131) / 2017 | 87
