CC BY
74
© Ю.Г. Сиренко, А.В. Мелешко, 2010
УДК 622.831.32.322
Ю.Г. Сиренко, А.В. Мелешко
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СЕЛЕКТИВНОЙ ВЫЕМКИ МОЩНЫХ
КАЛИЙНЫХ ПЛАСТОВ
ПРИ КАМЕРНОЙ СИСТЕМЕ РАЗРАБОТКИ
Разработаны несколько схем селективной выемки мощных калийных пластов при камерной системе разработки с использованием высокопроизводительного проходческого комбайна.
Ключевые слова: селективная выемка, камерная система разработки, раздельная выемка сильвинита и галита.
Семинар № 13
^Особенностью строения пластов, отрабатываемых в настоящее время на рудниках РУП ПО «Беларусь-калий» является то, что они состоят из продуктивных слоев сильвинита мощностью до полутора метров, разделенных просло-ями галита. При использовании валовой технологии сильвинито-вые слои извлекаются вместе с прослоем породы, объем которой составляет при очистной выемке до 30 % от выдаваемой на поверхность руды. Это приводит к значительным допол-нительным затратам на транспорти-рование руды по горным выработкам протяженностью в десятки километ-ров, подъему ее на поверхность (до 1000 м) и переработку на обогати-тельной фабрике. Кроме того, увеличиваются площади отвалов и «засоление» земельных угодий, ухудшается экологическая обстановка в регионе.
На общей площади отработки II и III калийных горизонтов в условиях рудоуправлений Старобинского месторождения, применяются, в основном, три системы разработки: камерная при управлении кровлей с использованием лен-
точных целиков (жестких и податливых), столбовая с уп-равлением состоянием горного масси-ва (УСГМ) полным обрушением кровли и комбинированная [1].
Камерная система разработки с оставлением жестких целиков предусматривает оставление в выработанном пространстве целиков высокой несущей способности, в результате чего они не разрушаются горным давлением в зоне ведения очистных работ. Данная система может применяться на всех без исключения участках месторождения; она является наиболее распространенной горной мерой охраны существующих, строящихся и проектируемых объектов на подрабатываемых территориях калийных рудников. Панели отрабатываются преимущественно односторонними блоками шириной 150^200 м с расположением камер перпендикулярно панельным штрекам. Не исключается применение других апробированных схем ведения работ на панели. Расстояние между фронтами очистных работ в смежных блоках панели должно составлять не менее 50 м. Камеры
состоят из одного либо двух-трех очи- столбами позволяют вести селективную
стных ходов, разделенных поддержи- выемку калийных слоев (что значитель-
Потери полезного ископаемого на рудниках РУП ПО «Беларуськалий» в 2006 г. (данные по РУП ПО «Беларуськалий»)
Рудоуправление Горизонт Потери по полезному ископаемому, %
I РУ II 37 - 39
ш 50 - 52
II РУ II 48 - 50
ш 50 - 52
Ш РУ II 35 - 38
ш 55 - 58
IV РУ II 25 - 27
ш 60 - 62
вающими целиками.
Потери полезного компонента по РУП ПО «Беларуськалий» в 2006—2007 гг. составляли от ~ 43 % до ~ 60 % при столбовой системе разработки и до ~ 80 % при камерной системе разработки с жесткими целиками. В среднем же по горизонту потери составляли ~ 51 %. Для сравнения в таблице приведены данные о общих эксплуатационных потерях на Третьем и Втором калийных горизонтах всех четырех рудников РУП ПО «Беларуськалий».
Столь высокий уровень потерь и разу-боживание руды заставляют постоянно вести разработку новых технологических схем по выемке Третьего калийного горизонта. Одним из основных резервов по повышению коэффициента извлечения руды из недр является уменьшение потерь в межпанельных целиках, а также в между-штрековых целиках (возможно за счет уменьшения количества выработок). Вторым и наиболее перспективным направлением решения данной проблемы является селективная выемка пласта камерной системой разработки.
В условиях Старобинского месторождения системы разработки длинными
но снижает стоимость обогащения руд ы ) , н о п о о с н о в н ы м технико-экономическим показателям участка уступают камерным системам. Так, например, участковая себестоимость добычи ПИ проходческим оборудованием может быть в два раза меньшей, чем при использовании лав, оборудованных механизированными комплексами. Коэффициент извлечения при использовании длинностолбовых систем разработки обычно на 10^30 % больше чем при камерных системах. Однако на Старобинском месторождении данный параметр сопоставим для камерных и длинно-столбовых систем разработки. Это вызвано тем, что для слоевой выемки необходимо обеспечивать определенное состояние панельных выработок, что достигается за счет оставления широких целиков. Сложные схемы подготовки, когда для эксплуатации одной панели проходится до 15 подготовительных выработок, обуславливают необходимость оставления междуштрековых целиков, суммарная ширина которых иногда превосходит ширину охранных целиков. Взаимовлияние работ в слоях также значительно снижает эффективность добычи калийных солей на Третьем горизонте.
Отработка участков ограниченных размеров длинными столбами экономически неэффективна. В тоже время, применение камерной системы разработки в виде ранее применяемых вариантов нецелесообразна, с точки зрения потерь полезного ископаемого и качества руды. Применение же селективной выемки даже при камерной системе разработки позволяет достичь сравнимых и даже более высоких технологических и экономических показателей, чем при столбовой системе разработки. При этом экономический эффект достигается за счет оставления пустой породы (галита) в отработанных камерах и исключения затрат от его «нетранспортирования» по транспортной сети от забоев до породных отвалов. Положительный экологический эффект достигается за счет сохранения сельскохозяйственных угодий.
Нами были разработаны несколько схем селективной выемки мощных калийных пластов при камерной системе разработки с использованием высокопроизводительного проходческого комбайна Continuous Miner Model 30 M BLR компании Joy Mining Machinery.
В первом случае отработку запасов блока камерами ведут добычным комбайном избирательного действия из заезда на всю длину камеры, начиная с верхнего слоя сильвинита при одновременном креплении кровли анкерами, а отработанный галит используют в качестве закладочного материала для полной закладки им части камер в зависимости от мощности слоя галита и коэффициента его разрыхления, с чередованием заложенных и незаложенных камер (рис. 1).
Во втором случае отработку камер ведут вначале добычным комбайном избирательного действия из заезда, вынимая
Рис. 1. Способ селективной выемки мощного калийного пласта
средний слой галита, затем одновременно отрабатывают верхний и нижний слои сильвинита комбайном бурового типа, а отработанный галит также используют в качестве закладочного материала для полной закладки им части камер в зависимости от мощности галита и коэффициента его разрыхления, с чередованием заложенных и незаложенных камер (рис. 2).
Также была рассмотрена схема се-
1ч .2 I
6 5
9
6
лективной отработки камер, осуществляемая заходками [2].
Рис. 2. Способ селективной выемки мощного калийного пласта
Таким образом предложены эффективные технологические способы селек-т и в н о г о д о и з в л е ч е н и я з а п а с о в калийных руд с использованием самоходной техники, сущность которых заключается в раздельной выемке сильвинита и галита, с последующим складированием галита в смежных камерах параллельно с отбойкой руды. Ожидаемый экономический эффект был рассчитан по методике, предложенной в [3] при реализации данного способа в условиях 1РУ ПО «Беларуськалий» составил 236 112 у.е на блок.
Принимая во внимание то, что отбитая порода не выдается на поверхность, мы качественным методом повышаем содержание KCl в руде, поступающей на обогатительную фабрику. Тем самым сокращаем фактическую площадь складирования отвалов, а значит, достигаем не только экономического эффекта, но и, прежде всего, экологического.
В результате проведенного сравнения применения различных способов камерной системы разработки для 1РУ ПО «Беларуськалий» установлено, что экономически целесообразно использование схем селективной выемки руды с помощью самоходной техники.
1. Сиренко Ю.Г. и др. Нормативные и методические документы по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей (руководство). Белгорхимпром, ПО «Беларуськалий», Солигорск-Минск, 1995.
2. Патент № 2272137, 20.03.2006 Бюл. № 8. Способ разработки мощных пологих калийных пластов / Сиренко Ю.Г., Плескунов И.В. и др.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3. Сиренко Ю.Г., Васильев В.П., Зубов В.П. и др. , Моделирование технологических схем и процессов при подземной разработке пластовых месторождений (научное издание), Белорусская академия наук безопасности жизнедеятельности. - Минск-Гуково, 104. - 1998. - 20
С. Ш5Ы=1
— Коротко об авторах -------------------------------------------------------------------
Сиренко Ю.Г.- кандидат технических наук, доцент кафедры Разработки месторождений полезных ископаемых, Московский государственный горный университет, Moscow State Mining University, Russia, ud@msmu.ru
Мелешко А.В. - студент горного факультета, ассистент профессора, Санкт- Петербургский
государственный горный институт (технический университет),
rectorat@spmi.ru
А
