Результаты первого этапа опытных работ по подземному складированию текущих хвостов обогащения на комбинате «КМАруда» Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

ИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВОЕНИЯ НЕДР

© В.Н. Ельников,

С.Г. Лейзер ювич,

1^::::А.Х. Усков, 2000

1

УДК 622.7:621.796

В.Н. Ельников, С.Г. Лейзерович, А.Х. Усков

РЕЗУЛЬТАТЫ ПЕРВОГО ЭТАПА ОПЫТНЫХ РАБОТ ПО ПОДЗЕМНОМУ СКЛАДИРОВАНИЮ ТЕКУЩИХ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ НА КОМБИНАТЕ «КМАРУДА»

Заполнение текущими хвостами обогащения опытных камер 14/9 и 14/10 призвано обеспечить дальнейшее промышленное внедрение безотходной технологии отработки Ко-робковского месторождения. Технология складирования (размещения) хвостов обогащения железистых кварцитов в отработанных подземных камерах включает заполнение камер текущей хвостовой пульпой, сброс осветленной воды и обезвоживание посредством фильтрации твердой массы уложенных хвостов. Технология заполнения опытных камер носит экспериментальный характер и корректируется в процессе ведения опытно-закладочных работ.

Рабочим проектом на опытном участке гидрозакладки предусматривается подача в шахту им. Губкина хвостов I стадии магнитной сепарации с обогатительной фабрики (ОФ) № 1. По данным проекта выход хвостов I стадии магнитной сепарации ОФ-1 составляет 42,5 % (70,8 % от общего количества хвостов обогатительной фабрики). Весовая концентрация хвостовой пульпы I стадии магнитной сепарации - 22.7 % (Т:Ж = 1:3.4).

Производительность опытного участка определяется производительностью дробильно-обогатительной фабрики № 1 и выходом хвостов I стадии магнитной сепарации. Производительность ОФ-1 принята равной 800 тыс. т в год по исходной руде с массовой долей влаги в ней 3 %. При выходе хвостов I стадии магнитной сепарации 42,5 % с массо-

вой долей твердого в хвостовой пульпе 22,7 % годовое количество хвостов (по твердому) составит 330 тыс. т, по хвостовой пульпе 1,2 млн м3.

На период опытных работ по складированию хвостов обогащения в подземных камерах, сохраняется существующая технология складирования хвостов в хвостохрани-лище Лебединского ГОКа.

Для опытного размещения хвостов обогащения в отработанных камерах шахты им. Губкина сооружен закладочный комплекс, состоящий из следующих технологических объектов:

• поверхностный пульпопровод от сборной емкости выхода пульпы у магнитных сепараторов до оголовка закладочной скважины;

• оголовок закладочной скважины, оборудованный приемной воронкой с решеткой и устройством для сброса несанкционированных утечек пульпы с ОФ-1, расположенный в помещении с закрывающимся входом;

• обсаженная закладочная скважина (вертикальный пульповод) от дневной поверхности до горизонта -71 м глубиной 250 м;

• подземный пульпопровод: вертикальная часть - от приемной воронки в устье закладочной скважины до колена на гор -71 м; колено; наклонный и горизонтальный участки до ввода в опытные камеры;

• две опытные камеры 14/9 и 14/10 с примыкающими выработками, подготовленные к заполнению хвостами обогащения (с общим объемом выработанного пространства, включая подготовительные выработки 86,1 тыс. м3 при суммарном объеме, подлежащим заполнению - 82 тыс. м3);

• три гидроизолирующие перемычки №№ 1; 2; 3, с фильтрующими и водоотводными устройствами на гор. -125 м;

• система промывки пульпопроводов на поверхности и в шахте;

• система связи между поверхностными и подземными объектами закладочного комплекса.

Процесс заполнения камер состоял из подготовительных работ и собственно заполнения выработанного пространства пульпой. Технология ведения закладки опытных камер отходами обогащения I стадии магнитной сепарации включала следующие операции :

• поэтапную подачу расчетных объемов пульпы в течении строго ограниченного времени;

• выдержку во времени до осаждения твердых хвостов;

• фильтрацию и слив осветленной воды;

• определение режимов работы фильтрующих и сбросных устройств, замеры уровней твердого и пульпы в заполняемых камерах, определение свойств укладываемых хвостов во времени и т.д. Контроль за качеством и количеством подаваемой пульпы осуществлялся на ОФ-1, на выходе из поверхностного пульповода и непосредственно в заполняемых выработках горизонта выпуска и доставки камер 14/9 и 14/10.

Время подачи хвостов на 1-ом этапе рассчитывалось исходя из объемов выработанного пространства, заполняемого в конкретный промежуток времени до необходимого уровня. Первые пробные подачи пульпы были осуществлены после сооружения перемычек № 2 и № 3. Перемычка № 1 была возведена позже с целью обеспечения доступа в заполняемый штрек для проведения наблюдений за процессом формирования твердого в доставочных выработках.

Учитывая опытный характер работ, необходимость отработки технологии подачи, определения скоростей осаждения твердых хвостов и фильтрации воды, закладка камер

осуществляется в два этапа :

• 1-й этап (завершен в 1998 г.), включающий две очереди (I очередь - заполнение твердыми хвостами 10 ЮВШ между перемычками № 2 и № 3; 11-я очередь - закладка выработок горизонта выпуска обеих камер);

• 11-й этап (1998-1999 гг.) - закладка собственно камер.

По первой очереди произведено 19 опытных пусков (пуски №№ 1-19) (табл.). Пульпа подавалась через восстающий орт скреперования и далее непосредственно в 10 ЮВШ. В период 11-й очереди первого этапа произведено 16 опытных пусков (№№ 20-35) (табл.). Пульпа подавалась через камеры 14/9, 14/10. Заполнение выработок днища произведено после возведения перемычки № 1. По 11-ому этапу предполагается определенный порядок заполнения камер.

Количество подаваемой пульпы во время опытных пусков рассчитывалось на основе заполняемых объемов и характеристик пульпы, которые определялись по качественноколичественной схеме образования хвостов на первой стадии магнитной сепарации в единицу времени (м3/час) и корректировалось по фактической производительности ОФ. Время подачи хвостов рассчитывалось исходя из объемов выработанного пространства, заполняемого на данном этапе до необходимого уровня.

В общем случае заливка очередной порции пульпы осуществлялась либо на твердые хвосты после сброса осветленной воды, либо на не сброшенную осветленную воду. На все пуски в нарастающем порядке составлялась планограмма заполнения. Контроль за качеством подаваемой пульпы и

Таблица

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ПУСКОВ I ЭТАПА

№№ опытных пусков Время подачи час Производи- тельность подачи, м3/час Объем пульпы, м3 Объем твердых хво- стовм3 Масса твердых хво- стовт Место заливки (камера) Содержание твердого, % Плотность пульпы, т/м3

по весу по объему

1-ая очередь I этапа

1-19 42 55 2300 440 680 14/10 26 19 1.2

11-ая очеред ьI этапа

30-35 80 75 6000 960 1500 14/9 22.5 16 1.15

Всего по этапу I

1-35 122 68 8300 1400 2180 14/10, 14/9 24 16.9 1.16

уложенным хвостам осуществлялся по анализу проб отобранных либо на поверхности уплотнившихся хвостов, либо в шурфах, либо пробоотборниками через перемычку. Пробы текущих хвостов отбирались у устья закладочной скважины на поверхности, а также непосредственно в шахте при подаче пульпы в камеры. Анализ гранулометрического состава позволил проследить за процессами дифференциации осаждаемых твердых частиц, а наблюдения за влажностью и плотностью хвостов прояснили картину их консолидации в днище камер. Влажность уложенных хвостов в зависимости от сроков их обезвоживания изменялась от 35 до 14 % при плотности 2,0-1,7 т/м3.

Сброс осветленной воды после отстоя пульпы и осаждения твердого осуществлялся через сливные отверстия водоупорных перемычек с расходом 16-50 м3/час. Обезвоживание уложенных хвостов обеспечивалось дренажными устройствами, излив из которых был постоянным с общей производительностью 0,12 м3/час. Контроль осветленности сбрасываемой воды показал, что она пригодна для технических нужд обогатительной фабрики, поскольку содержание твердого в ней не превышало 1,1 г/л.

Предварительные экономические расчеты подтверждают высокую эффективность складирования текущих хвостов обогащения в подземных отработанных камерах шахты им. Губкина, т.к. даже во время ве-

дения экспериментальных работ по заполнению опытных камер экономический эффект составил 10 руб. на 1 т укладываемых хвостов.

Технические выводы:

• отобранные в период экспериментальных работ пробы твердых хвостов свидетельствуют о их консолидации во всех выработках днища опытных камер;

• наполнение камер пульпой контролировалось с помощью показаний манометров, установленных на сливных отверстиях перемычек. Установлено, что на перемычки передается давление, которое меньше гидростатического на 15-20 %;

• в водоупорных перемычках в период опытных пусков визуальных изменений сплошности не обнаружено, несмотря на значительное давление (до 0,25 МПа) воспринимаемое ими;

• анализ расхода сбрасываемой осветленной воды после плановых пусков пульпы показал, что экспериментальные закачки не оказывают существенного влияния на работу главных водоотливных установок, поскольку максимальное увеличение водо-притока в водосборнике ствола № 2 не превышало 2,5-3,0 % от среднесуточного.

Работы по II очереди заполнения рекомендуется производить по разработанному технологическому регламенту с увеличением длительности опытных пусков до 120 часов.

Ельников В.Н. — технический директор ОАО «Комбинат КМА-руда».

Лейзерович С.Г. — зав. отделом подземных горных работ, «НИИКМА им. ЛД. Шевякова».

Усков А.Х. — кандидат технических наук, старший научный сотрудник ОАО «НИИКМА им. ЛД. Шевякова».

••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••у