CC BY
49
© Е.В. Кузьмин, А.Р. Узбекова, 2002
УДК 622.27
Е.В. Кузьмин, А.Р. Узбекова
САМООБРУШЕНИЕ КАК НАИБОЛЕЕ ПЕРСПЕКТИВНЫЙ МЕТОД РАЗРАБОТКИ КИМБЕРЛИТОВЫХ РУД
амообрушение является самым дешевым способом добычи руды, при котором интервал между пунктами выпуска, их размеры и механизмы по транспортировке руды удовлетворяют параметрам обрушаемого материала, а горизонт выпуска и доставки сохраняется устойчивым на все время добычи. В ближайшем будущем некоторые предприятия, осуществляющие разработку месторождений открытым способом, будут вынуждены изучить вопрос возможности перехода к низкозатратной высокопроизводительной добыче.
Поскольку экономически все более актуальным становится вопрос ведения подземной разработки крупных месторождений с наиболее низкой себестоимостью, должна быть определена роль системы разработки с самообру-шением.
Самообрушение горных пород - это понятие, относящееся ко всем горным операциям, в которых рудное тело об-рушается естественным образом после подсечки и обрушенная порода извлекается через пункты выпуска. Самооб-рушение разделяется на: этажное, панельное, безэтажное и фронтальное.
Объем добычи с использованием самообрушения в мировой практике достигает 370 тыс. т/день, согласно следующим распределениям схем перемещения породы:
Грохота 90 000 т
Роликовые транспортеры 35 000 т ПДМ 245 000 т
Всего 370 000 т
На некоторых рудниках, добывающих руду в больших объемах подземным способом, планируют применить самообрушение высотой этажа от 150 м и более. Это может привести к результату значительного изменения горных работ. Такие изменения нуждаются в детальном планировании горных работ - более детальном, чем простое проек-
тирование текущих методов горных работ при переходе на большие глубины.
Поскольку все большее внимание уделяется добыче крупных рудных тел с применением технологий добычи с низкой себестоимостью, необходимо определить роль самообрушения. В прошлом самообрушение использовалось только для массивов горных пород, которые с легкостью обрушались и дробились. Современный подход к анализу применения технологий включает более точную оценку обрушаемости и дробимости, применение ПДМ, понимание процесса контроля выпуска, использование усовершенствованного оборудования для вторичного дробления. Вкупе с низкими издержками, метод самообрушения становится наиболее применяемым для разработки рудных тел с хорошей дро-бимостью. Однако, после того как схема самообрушения разработана, в нее могут быть привнесены некоторые изменения.
Аспекты, которые следует рассматривать в связи с данной проблемой следующие: обрушаемость, дробимость,
формы выпуска для руд различных типов, размеры пролетов между пунктами и зонами выпуска, разработка схемы организации работ, последовательность проведения подсечки и схемы крепления.
Стоит также отметить, что внедрение самообрушения позволяет избежать взрывного воздействия на массив, что
особенно актуально при разработке кимберлитовых руд, где проведение взрывных работ при добыче приводит к ухудшению качества рудной массы.
Так, рудник Коффифонтейн (ЮАР), где разрабатывается кимберлитовая трубка с низким содержанием алмазов, на протяжении своей более чем столетней истории, несколько раз закрывался как нерентабельный и перепродавался разным компаниям.
Благодаря внедрению системы разработки с фронтальным самообрушени-ем рудник Коффифонтейн рудник перешел в разряд рентабельных и имеет устойчивую перспективу. Внедрение систем с самообрушением, позволяющих снизить себестоимость руды и улучшить качество добываемого сырья, является актуальной научной и практической задачей.
Для определения степени обрушае-мости, зон обрушения, степени дроби-мости, формы фронтальной части подсечки, направление фронта обрушения, последовательности подсечки и проведения горных работ в целом, а также проектов крепления используются рейтинги рудного массива и вмещающих пород, воздействие системы разработки и их влияние на массив горных пород, а также геологическая интерпретация.
Для успешного осуществления обрушения пород необходимо предусмотреть способы обрушений и распределение по степени дробимости. Скорость обрушения может быть снижена путем контроля выпуска, поскольку выемка может производиться только при наличии компенсационного пространства. Темп обрушения может быть повышен путем увеличения скорости проведения подсечки, однако, в этом случае могут возникнуть проблемы, так как быстрый бесконтрольный выпуск приводит к образованию огромного воздушного пространства. В данной ситуации взаимовлияние основных структур, взрывная волна и приток воды могут привести к мощному разрушительному воздушному удару. Быстрое бесконтрольное обрушение также может привести к преждевременному разу-боживанию.
Подсечка - один из наиболее важных аспектов при применении систем с самообрушением, являющимся не только необходимым условием инициации обрушения, но также способом сокращения разруши-
тельного эффекта привнесенного давления. Параметры подсечки (ее высота и скорость проведения) также зависят от рассматриваемых факторов.
Для внедрения самообрушения необходимо учесть в совокупности все вышеизложенные аспекты, которые, в сущности, являются общими для разработки схемы системы разработки. Все
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
эти пункты учтены в методике определения параметров самообрушения Лоб-шира, которая, в свою очередь, базируется на знании рейтинга массива горных пород. Этот рейтинг успешно используется во многих зарубежных странах и охватывает не только геологические характеристики горных пород, но и влияние разработки на массив.
Детальное знание местной и региональной геологических структур, использование принятой классификации скальных горных пород для их характеристики, а также знание напряжений нетронутого и разрабатываемого массива являются предопределяющими для успешного планирования горных работ.
Кузьмин Евгений Викторович — профессор, зав. кафедрой «ТПР», доктор технических наук, Московский государственный горный университет.
Узбекова Алина Рашидовна — студентка гр. ТПР-1-98, Московский государственный горный университет.
