CC BY
46
--------------------------------------------- © С.И. Беляев, Г.М. Еремин,
2004
УДК 622.271:338(470.21)
С.И. Беляев, Г.М. Еремин
ПОВЫШЕНИЕ ПОЛНОТЫ ОТРАБОТКИ РУДНЫХ ТЕЛ НЬОРКПАХСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ БОЛЕЕ КРУТОГО ВЫПУКЛОГО БОРТА КАРЬЕРА
Семинар № 1
гу апасы, предназначенных к отработке открытым способом, составляют 57.5 % от всех балансовых запасов месторождения Ньоркпахк и 65 % с учетом карьера «Олений ручей».
В границах открытых работ включено 91 % балансовых и забалансовых руд месторождения, в т.ч. 91.4 % балансовых и 86.8 % забалансовых запасов. Оставшиеся за контуром карьера 9.8 млн т руды представлены разрозненными маломощными телами, расположенными частично в бортах, и частично выше дна карьера.
В проекте отмечено, что четко выраженный закономерности в распределении рудных ксенолитов ни в плане, ни в разрезе не установлено. Рудные ксенолиты сложены пятнистыми, пятнисто-полосчатыми, блоковыми, линзовид-но-полосчатыми, полосчатыми и массивными разновидностями руд, а также апатитовыми уртитами.
В висячем и лежачем боках рудных залежей, а также их флангах по восстанию и падению развиты убогие руды, составляющие забалансовые запасы месторождения. Мощность их колеблется от нескольких метров до 70 м.
Изучение данных геологоразведки месторождения и их использования при проектировании карьера показывает, что оставленные в борту и за контуром карьера рудные тела (9.9 млн т руды) могут быть отработаны при имеющихся новых технологических схемах постановки откосов уступов и бортов карьера под более крутыми углами, чем принято в проекте.
Кроме того, оставление в борту и дне карьера значительных запасов руды связано также с тем, что в проекте использована конструкция борта с плоским профилем,, когда дополни-
23839
тельная прирезка руды в дне или борту карьера требует выемки пород в прирезке по всему борту и, следовательно, величина дополнительно включаемых в отработку пород на единицу вынимаемой руды может достигать 25-30 м3/м3 (проект).
Учитывая, что рудные тела, находящиеся в борту карьера, в зависимости от их вхождения в ту или иную выделенную геологоразведкой залежь находятся на различной высоте по геологическим профилям, имеется возможность отстройки борта на отдельных участках ломанной или ступенчатой формы. При этом общей основой для конструирования откосов уступов и участков бортов является снижение трещиноватости и нарушенности пород с глубиной месторождения, что приводит к увеличению сцепления пород в квадратичной зависимости.
Важным фактором при оценке устойчивости откосов уступов и борта карьера является также то, что при оставшихся небольших запасах месторождения его отработка может быть продолжительна, поэтому имеется возможность при доработке карьера постановки уступов под крутыми углами вплоть до вертикальных на последних горизонтах (в малотрещиноватых и устойчивых породах).
Это обеспечивает создание выпуклого борта, крутого в нижней зоне карьера. Крутизна откосов уступов при этом будет определяться, как отмечено выше, нарушенностью массива тектоникой и трещиноватостью пород, а также техногенными воздействиями (массовыми взрывами) и выветриванием пород. Количественная оценка степени влияния указанных выше факторов позволила выделить и определить параметры откосов уступов в малотрещиноватых и прочных породах (вертикальные уступы
230 X____________________________
\ V
V О 200..... //
5 7 /
160
8
высотой 30-50 м и более), крутонаклонные уступы с откосами 80-85° и 70-75° (в среднетрещиноватых массивах), наклонные с откосами 60-65° (трещиноватые массивы) и 50-55° в сильнотрещиноватых массивах (верхние уступы нарушенных выветриванием и тектоникой массивах пород).
В соответствии с этим разделением и выделением типов уступов по их нарушенности и устойчивости, подверженности уступов осыпаниям и сползаниям приоткосной части пород, а также с учетом траектории полета кусков пород при падении крутых участков бортов ниже приведен вариант конструктивного оформления борта Ньор-кпахкского карьера по зонам с частичной доработкой рудных тел в бортах и дне карьера и общей оценкой эффекта как при дополнительной выемке запасов руды, так и только снижением объема пород от разноса борта при более крутых откосах уступов на средникшешжни&сшрш онтах конструирования уступов и участков борта приняты геологические разрезы по месторождению, построенные через 25 м и погоризонтные планы через 15 м по высоте рудной зоны.
Рис. 1. Приведены результаты анализа применяемых способов повышения полноты отработки рудных тел Ньоркпахского месторождения апатитовых руд в Хибинах: а, б — соответственно разрезы 3-25 и 7-25 мН; 1, 2 — соответственно по проекту и предлагаемому варианту, 3 — рудное тело
На каждом разрезе определялась площадь сечения по руде и породе и затем в зависимости от протяженности рудного тела по простиранию определялось количество руды и вскрыши в прирезке (рис. 1). И так по всем характерным участкам и зонам рудных залежей. На последнем этапе определялось общее количество дополнительно включаемой в отработку руды и породы (таблица). При решении второй части поставленной задачи на каждом разрезе в соответствии с конструкцией борта и выделенными горизонтами определялась площадь уменьшаемых при доработке рудных тел пород вскрыши и на последнем этапе вычисляли снижаемые объемы вскрыши от создания борта с более крутыми откосами. Сравнение новой конструкции борта и принятой в проекте приведено на характерных разрезах по участкам № 1 и 2 в висячем и лежачем боках залежи. Несмотря на то, что крутизна откосов участков борта на отдельных разрезах (2-10) составляет 55-60° при высоте борта в висячем боку залежи 260-375 м с увеличением его высоты до 390400 м (разрезы 10.5-15) для сравнения принята крутизна борта карьера по проекту 46-47° и в предлагаемой конструкции борта 56° в висячем и 57° в лежачем боку залежи.
Укрупненные подсчеты показывают, что в варианте доработки большей части рудных тел в висячем боку залежей и в дне карьера количество дополнительно вынимаемой руды может составить 2495.7 тыс. м3 (или 7.49 млн т) при объеме породы в прирезке 10.2 млн м3, в лежачем боку залежи дополнительно можно отработать 857.3 тыс. м3 руды (2.57 млн т) и соответственно 3324 тыс. м3 пород в прирезке. Соотношение количества руды и вскрыши в прирезке составляет 4:1 в висячем бока залежи и 3.8:1 в лежачем боку залежи. Общее количество руды в прирезках за счет более крутых откосов уступов и участков бортов карьера составляет около 10 млн т, что соответствует общим запасам (9.9 млн т), оставленным по проекту в бортах и дне карьера. В лежачем боку залежи Нижняя, оставшиеся небольшие за-
пасы руды при отработке их открытым способом вызывают увеличение граничного коэффициента свыше допустимого (более 11-12 м3/м3) и доработка их более эффективна при вскрытии и разработке глубинного месторождения «Олений ручей» подземным способом.
При варианте с постановкой бортов под более крутым углом, чем в проекте, без выемки дополнительного количества руды в бортах и дне карьера получено, что объем вскрыши от разноса борта при постановке его под более пологим углом (с 56-57° до 46-47°) может составить в висячем боку залежи 25 млн м3, в лежачем боку - 10-15 млн м3. В целом по карьеру 35-40 млн м3.
Из рассмотренных вариантов более предпочтителен первый с доработкой рудных тел в бортах и дне карьера, поскольку осуществление его не вызывает сомнения, устойчивость откосов борта подтверждается расчетом. В настоящее время имеются предложения постановки бортов под более крутыми углами (до 60-70°). Кроме того доработка запасов руды подземным способом может привести к повы-
Рис. 2. Схема доработки рудных тел ниже дна карьера по проекту: 1, 2 —
соответственно по проекту и предлагаемому варианту; 1', 2' - возможное положение откоса борта; 3, 3' - соответственно рудные тела и не попадающие в сечение
шенным потерям руды и более целесообразна при доработке карьера.
При внесении уточнений в проект необходим учет также следующих моментов. На погори-зонтных планах закартированы рудные тела различной конфигурации и в совмещенном плане (по высоте) образует рудную зону сложной формы как с значительной изменчивостью рудных контактов, так и с включением пропластков пустых пород, убогих руд. Кроме того, выделены крутопадающие тела, близкие к вертикальным, что отличает общую форму залежей как пластообразную (по вертикальным разрезам). Большинство этих тел могут быть отработаны карьером при применении в нижней зоне более крутых откосов уступов и участков борта (в проекте некоторые из них частично отрабатываются, а другие не включены в контуры карьера) (рис.). Недоучет приведенного выше может привести к повышенным потерям руды не только при отработке контактов, но и потере небольших рудных тел.
Из приведенного выше также следует, что при применении новой конструкции участков борта и новых технологий заоткоски уступов можно значительно повысить полноту отработку рудных тел месторождения, снизить затраты на его разработку, для чего необходимо своевременно внести уточнения в ныне действующий проект.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Адигамов Я.М., Оводенко Б.К. Основы экономической оценки потерь руды при открытом способе разра-
ботки. - Л.: Изд. Наука. - 1971. 140 С.
— Коротко об авторах
Беляев С.И. - горный инженер, ОАО »Апатит» Центральный рудник. Еремин ГМ. - кандидат технических наук, ГОИ КНЦ РАН.
Раз- резы Площади Расстояние между сечениями Ь, Висячий бок Лежачий бок Уменьшение объема пород в бортах Высота борта
Объемы висячий бок, лежачий бок,
висячий бок лежачий бок
висячий бок лежачий бок рудьь породы, рудьь породы,
8р, м2 8Ш м2 2м £ и 2м е и м2 м 3 т, м 3 млн. м 3 т. м 3 т. м Эв, м2 2м и м м
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2 0 0 225 105
2.25 613 180 8250
2.5
2.75 280 924 618 22.5 407 100 40.70 0.04 37.0 31 7750
3.0 760 1100 70 6440 225 135
3.25 4100 8300
3.5 8000
3.75 2100 5050 2800 4110 125 513.8 4.84 56 10 8000 210 120
4.0 2190 4100
4.25 1859 5500
4.75 3000 2900 25 72.5 0.12 6000
5.0 300 180
5.25 6000 8000
5.5 8200 9000
5.75 4000 5000 4820 75 361.5 0.41
6.0 1000 1000 345 165
6.25 3500 4000 1750 25 43.8 0.06
6.5
7.0 0 0 320 460 96.0 138 405 180
7.25 4180 9020 2590 50 123.5 0ж07 12950 395 170
7.5 1000 1000 390 165
7.75 3500 6000 390 165
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
8.0 5600 6000 390 165
8.5 4800 8000 2500 2000 3620 75 271.5 0.4 75.0 60
9.0 2200 1000 375 150
9.5
10.0 1260 3750 5690 2770 1630 50 81.5 0.214 171.0 86
10.5 2640 21740 18000 11250 355 230
11.0 4320 100 432 2.17 375 315
11.5 5000 22000 980 2200 37.5 82.2 21800 15600
12.0 1050 40 1500 540 22800 18000 400 370
12.5 945 200 94.5 0.17
13.0 840 3400 1140 860 945 22.8 17.2 19500 17900 390 390
13.5 30800 18000
13.75 4950 23500 3750 28800
14.0 3060 16540 7800 49300 4005 75 300.4 1.65 98.3 2.343 17500 14700 390 390
14.5
15.0 32000 400 400
15.5 300 10800 2400 2300 1600 100 160.0 0.54 124.2 207.6 17800 16800 300 360
16.0 2160 0 3570 4620
16.5 I в II в
16.75 1750 0 4500 22750 17500 2250 315 375
1949 75000 2495.7 10.2 857.3 3324
17.5 0 18000 7000 32300 140 366.0 18400 17280
18.0 240 260
Итого 2495.7 10.2 857.2 3324 25 млн.
