Скоростной и экономичный способ вскрытия Абзаковского месторождения мраморизованных известняков Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

----------------------------------------- © Г.Д. Першин, Г.А. Караулов,

В.М. Сысоев, А.Г. Караулов, 2009

УДК 622. 271.332: 622.354. 8

Г.Д. Першин, Г.А. Караулов, Н.Г. Караулов,

В.М. Сысоев, А.Г. Караулов

СКОРОСТНОЙ И ЭКОНОМИЧНЫЙ СПОСОБ ВСКРЫТИЯ АБЗАКОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ МРАМОРИЗОВАННЫХ ИЗВЕСТНЯКОВ

Семинар № 16

/~/а карьерах облицовочного камня

Л. Л. мощность вскрыши выветрелых поверхностных слоев непригодных для блочного камня достигает десять и более метров, что является сдерживающим фактором интенсивного освоения новых месторождений, увеличивая сроки

строительства карьеров и итоговые ка-потальные затраты. Поэтому обоснование способов вскрытия необходимо уделять должное внимание и системно их развивать с применением нового оборудования.

В качестве типового примера рассмотрим возможные варианты вскрытия Абзаковского месторождения мрамори-зованных известняков Республики Башкортостан.

Абзаковское проявление мраморизо-ванного ивестняка расположено в 24 км на северо-восток от г. Учалы у подножия горы Каран-Тау в 150 м к западу от д. Абзаково [1].

По предварительным данным Аб-заковского месторождения мрамори-зованных известняков столбики керна длиной 0,2-0,8 м составляют 15,8 %, 0 8-1,6 м - 38,5 %, более 1,6 м -39,2 %. На основании работы [2] можно сделать вывод, что выход блоков по ГОСТ 9479-98 I - III категории составляет около 30 %.

Ожидаемые запасы составляют 1,5 млн. куб. м горной массы.

Для составления проекта разработки месторождения необходимо обосновать наиболее экономичный и скоростной вариант вскрытия.

Вскрытием месторождения называется совокупность вскрывающих горных выработок, обеспечивающих грузо-

транспортную связь рабочих горизонтов карьера с пунктами приёма горной массы на поверхности. В результате вскрытия месторождения до конечной глубины карьера создаётся система вскрытия.

Рельеф земной поверхности может быть: равнинный, холмистый и нагорный, который оказывает значительное влияние на вскрытие месторождений блочного камня. Абзаковское месторождение имеет холмистую поверхность.

Возможны три варианта вскрытия месторождения:

1. Баровыми камнерезными машинами (БКМ).

2. Буровзрывным способом (БВС).

3. Траншейной установкой типа МОБ-200 на основе алмазно-канат-ной машины (АКМ).

Для первого и третьего вариантов в начале необходимо удалить выветрелый слой мрамора, который выходит на поверхность. По данным геологоразведочных работ кондиционный выход мрамо-

ра по блочности находиться в районе скважин С-2, С-51 и С-53. Размеры первоначальной выемки в плане составят: ширина 40 м, длина 85 м (рис. 1).

Работы, возможно проводить двумя комплексами, каждый из которых состоит из двух баровых камнерезных машин (одна машина делает вертикальные пропилы 1, а другая - горизонтальные 2 (рис. 2)). Расстояние между БКМ должно быть не менее 15 м

[3].

Параметры вскрытия сведены в табл.

1.

Выветрелый мрамор будет вскрываться начиная с отметки 299,39 и заканчивая отметкой 294,29.

Так как запланировано всего два комплекса баровых камнерезных машин,

Рис. 1. План первоначальной выработки при вскрытии Абзаков-ского месторождения: 1 - граница земельного отвода; 2 - первоначальная выемка для барового и буровзрывного способов; 3 -дорога

то работы по вскрытию дут проводиться последовательно: сначала будут отрабатываться горизонты 301,09 - 299,39 и 299,39 - 297,69, а затем горизонты 297,69 -295,99 и 295,99 - 294,29 (рис.

3).

Затраты на материалы (победитовые коронки), электроэнергию, дизельное топливо (ДЗ), заработную плату и амортизацию оборудования, применяемое на вскрытии, сведены в табл. 2.

Второй вариант вскрытия - буровзрывной.

Обуривается блок с такими же размерами в плане, как и при баровой технологии 40 на 85 м.

Для бурения используются две буровые установки FAST - 90 (фирма «Пел-лигрини» Италия) с диаметром долота 90 мм и скоростью бурения 6 м/ч. Объём бурения составляет 3634 м, время затрачиваемое на бурение 1 месяц. Затем блок специализирован-ной организацией заряжается и взрывается [4, 5], время на заряжание и взрывание составляет 2 смены.

Таблица 1

Параметры вскрытия по вариантам

Наименование БКМ БВС АКМ

Высота уступа, м 1,7 2-7,4 4

Производительность , м2/ч 1 — 4

Количество уступов 4 1 2

Угол откоса уступа, град 90 70 90

Рамеры первоначальной выемки, м: 85 85 36

длина 40 40 40

ширина

Таблица 2

Затраты на вскрытие Абзаковского карьера мраморизованных известняков различными способами

Наименование Варианты

БКМ БВС АКМ

Объём вскрыши, м3 11760 19850 4318

Время на вскрытие, мес 21,8 3.7 5.2

Расходы за время вскрытия, тыс.руб. — — —

Инструмент (победитовые коронки, алмазный контур) 98 — 197,6

Эл. Энергии 172.8 32 41.6

Взрывание — 794 —

ДЗ топлива 686.7 4.2 163.8

Зарплата 719.4 36 171.6

Амортизация, тыс. руб. — — —

Баровая машина Виктория 523.2 — 124.8

Погрузчик ТО-27 72.7 — 17.3

Кран ДЭК-251 145.3 — 34.7

Самосвал КАМАЗ-5511 145.3 20 34.7

Экскаватор ЭО-5126 153 —

Бур. Станок ЕЛБТ-90 — 3.2 —

Бульдозер Т-330 — 100 —

Алмазно-канатная машина ТБ-55 — — 70

ИТОГО ЗАТРАТ 2563.4 1142.4 785.2

ИТОГО ЗАТРАТ на 1 м3 0.22 0.06 0.18

Попутная добыча, тыс. руб — — 1120

Взорванный мрамор убирается экскаватором ЭО - 5126 и грузиться в автосамосвалы КАМАЗ-5511, время на уборку составляет 2,6 месяца.

Затраты на вскрытие буровзрывным способом представлены в табл. 2.

Третий вариант вскрытия находит

15-20ё

применение на карьерах Италии, Португалии и Испании с использованием траншейной установки типа М0Б-200 и алмазно-канатной машины типа ТБ-55 (фирмы «Пеллигрини» Италия).

В начале баровыми машинами убирается слой выветрелого мрамора с горизонтов 297,69-295,99 и 295,99294,29 (то есть на 3,4 м) (рис.

4).

Затем бурятся две вертикальные скважины диаметром 250 мм, в которые опускаются направляющие и погружные наращиваемые стойки с роликами (рис. 5)

Рис. 2. Баровые камнерезные

машины на вертикальных (1) и горизонтальных (2) пропилах

Рис. 3. Схема расстановки баровых комплексов для удаления выветрелого мрамора

Рис. 4. План первоначальной выемки при вскрытии с применением траншейной установки типа ЫОВ-200 и АКМ: 1 - граница земельного отвода; 2 - первоначальная выемка для удаления выветрелого мраморизованного известняка; 3 - дорога; 4 - колодец (размеры в плане 5 м на 7 м); 5 - разнос колодца на минимальную ширину рабочей площадки 15 м на 15 м

[6].

Нарезается первоначальная выемка с размерами в плане 1 м на 2,5 м и глубиной 4 м. Блок выкалывается бутобоем.

Затем в выемку опускаются стойки с роликами и делается горизонтальный пропил. Для этого используется канат с меньшим диаметром, чем при вертикальных пропилах (рис. 6). Затем делается вертикальный продольный пропил алмазноканатной машиной (рис. 7). Для отделения блоков от массива производят поперечные пропилы (рис. 8). Время на формирование первоначальной выемки составляет 0,2 месяца.

Созданный колодец размерами в плане 5 м на 7 м разноситься до размеров в плане 15 м на 15 м. Для этого используют комплекс состоящий из одной алмазно-канатной машины и двух баровых камнерезных машин. Алмазно -канатная машина делает продольные и поперечные пропилы, а баровые камнерезные машины одна - горизонтальный пропил, а другая - пассировку.

Время на разнос колодца до минимальных размеров в плане составляет 1 месяц.

Аналогично отрабатывается второй горизонт на 4 м, для достижения высокого уступа в 8 м.

Затраты на материалы (победитовые коронки), электроэнергию, дизельное

Рис. 5. Нарезка установкой типа ЫОВ-200 и АКМ первоначального блока: 1 - блок, 2 -наращиваемые стойки с роликами, 3- канатно-алмазный контур, 4 - АКМ, 5 - массив

Рис. 6. Выполнение горизонтального пропила АКМ

Рис. 7. Выполнение АКМ

продольного пропила

АКМ для выемки блоков

топливо (ДЗ), заработную плату и амортизацию оборудования, применяемое на вскрытии, сведены в табл. 2.

Анализ результатов табл. 2 подтверждает, что буровзрывной способ более выгоден и по времени строительства, и по материальным затратам.

Время строительства при буровзрывном способе снижается в 10 раз (с уче-

21,8-19850,

том объемов --------------), а удельные

3,7-11760

1 3

затраты на 1 м горной массы при строительстве в 3,7 раза, по сравнению со способом вскрытия баровыми комплексами. А со способом вскрытия АКМ

время строительства снижается в 6,5 раз

5,2-19850 ч

(с учетом объемов ------------), а удель-

3,7 - 4318

ные затраты на 1 м горной массы при строительстве в 3 раза, но при этом при третьем способе вскрытия идет попутная добыча блочного мрамора, которая перекрывает затраты на строительство, а при БВС вся горная масса вывозиться в отвал.

При всех плюсах буровзрывного способа не следует забывать о сохранности мраморизованного известняка на нижележащих горизонтах и применять БВР в соответствии с методиками [4, 5].

1. Геологический отчет по Абза-ковскому проявлению мраморизован-ных известняков. - г. Уфа, ОАО «ДИОР», З.У. Магадеева, 2005.

2. Першин Г.Д., Караулов Г.А., Караулов Н.Г., Караулов А.Г. Прогнозирование коэффициента выхода товарных блоков по данным бурения геолого-разведочных скважин. Добыча, обработка и применение природного камня: Сб. науч. тр. - Магнитогорск: МагГТУ, 2004. 44-49 с.

3. Единые правила безопасно-стипри разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом (ПБ 03-498-02). Серия 03. Выпуск 22 / Колл. авт. - М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003. - 152 с.

4. Пергамент В.Х., Зурков И.Е., Овчаров Ю.Е. Оценка размеров зон трещинообразования ниже донной части скважинного заряда при взрывных работах на карьерах по добыче блочного камня. Добыча, обработка и применение природного камня: Сб. науч. тр. - Магнитогорск: МагГТУ, 2004. 119 - 125 с.

5. Бычков Г.В. Теория и практика буровзрывных работ на карьерах природного камня Урала. Добыча, обработка и применение природного камня: Сб. науч. тр. - Магнитогорск: МагГТУ, 2006. 13 - 20 с.

6. Косолапов А.И., Невежин А.Ю., Кадеров М.Ю. Исследование технологии проходки траншеи в условиях участка «Южный» Кибик-Кордонского месторождения мрамора. Добыча, обработка и применение природного камня: Сб. науч. тр. - Магнитогорск: МагГТУ, 2005. 48-55

С.

— Коротко об авторах -------------------------------------------------------------

Першин Г.Д. — доктор технических наук,

Караулов Г.А. — кандидат технических наук,

Караулов Н.Г. — кандидат технических наук,

Сысоев В.М. - аспирант,

Магнитогорский государственный технический университет.

Караулов А.Г. - горный инженер, ОАО «ММК».

Доклад рекомендован к опубликованию семинаром N° 16 симпозиума «Неделя горняка-2007. Рецензент д-р техн. наук, проф. В.С. Кузьмин.

Файл:

Каталог:

Шаблон:

Заголовок:

Содержание:

Автор:

Ключевые слова:

Заметки:

Дата создания:

Число сохранений:

Дата сохранения:

Сохранил:

Полное время правки: 3 мин.

Дата печати: 23.03.2009 23:20:00

При последней печати страниц: 6

слов: 1 539 (прибл.)

знаков: 8 777 (прибл.)

3_Першин16

Н:\Новое по работе в универе\ГИАБ-2009\ГИАБ-3\07 С:\и8ег8\Таня\АррБа1а\Коатт§\М1сго80й\Шаблоны\Когта1.ёо

© Г

Пользователь

16.01.2009 9:11:00 3

21.01.2009 15:16:00 Пользователь