Технология отработки руд на глубоких горизонтах Криворожского железорудного бассейна Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

ки сухих шламов из ранее намытых блоков и транспортирование их в отвалы. Благодаря этому можно продлить срок службы шламохранилищ и, следовательно, резко сократить площади отчуждаемых земель для этих целей. Близким к этому по экологоэкономической эффективности является техническое решение по

размещению шламохранилищ в выработанном пространстве карьеров или под отсыпаемыми внутренними отвалами.

Последние два предложения пока не имеют глубокой научной или проектной проработки, однако можно с уверенностью прогнозировать, что в условиях дефицита и высокой стоимости зе-

мель, а также резко возросших и постоянно повышающихся требований по охране окружающей среды они уже в ближайшее время станут предметом опытнопромышленной проверки и последующего внедрения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Трубецкой К.Н, Шапарь А.Г. Малоотходные и ресурсосберегающие технологии при открытой разработке месторождений. М., «Недра»,1993, 272с.

2. Ресурсозберігаючі технології видобутку корисних копалин на кар'єрах України /Шапар А.Г., Дріженко А.Ю., Поліщук С.З. та інші /.К. Наукова думка, 1998, 92с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Шапарь А.Г., А.Л. Усенко- Институт проблем природопользования и экологии НАНУ, Украина.

© М.С. Кулрявиев, Е.И. Логачев, Н.И. Ступник,, 2003

УАК 622.72

М.С. Кулрявиев, Е.И. Логачев, Н.И. Ступник ТЕХНОЛОГИЯ ОТРАБОТКИ РУЛ НА ГЛУБОКИХ ГОРИЗОНТАХ КРИВОРОЖСКОГО ЖЕЛЕЗОРУЛНОГО БАССЕЙНА

На ряде шахт бассейна очистные работы, связанные с добычей железных руд, ведутся на глубинах 1200-1300 м. Для сохранения производственных мощностей и эффективного освоения запасов недр научноисследовательскими и проектными институтами региона осуществляется комплекс исследований, направленных на разработку технологии добычи и переработки полезных ископаемых с локализацией технологических отходов в выработанном пространстве. При этом одной из важнейших проблем является изыскание рациональной последовательности отработки залежей сопутствующих полезных ископаемых на ранее отработанных горизонтах.

Технология отработки сопутствующих полезных ископаемых, как известно, должна содержать конструктивные решения, исключающие возможность подработки вышележащих капитальных выработок. К минимуму должно быть сведено перераспределение зон повышенного давления в лежачем боку железорудных залежей, создающее небезопасные условия для горных работ. Следует учесть, что под сопутствующими полезными ископаемыми в Криворожском бассейне прежде всего понимают весьма трещиноватые и неустойчивые тальковые сланцы, залежи доломитовых известняков средней устойчивости и залежи весьма крепких гранитов.

Анализ данных о проявлениях

горного давления вблизи обнажений, сформированных в результате отработки залежей железных руд, подтверждает выводы о том, что с возрастанием глубины ведения горных работ зона сдвижений на дневной поверхности затухает. При этом независимо от глубины ведения очистных работ интенсивность проявлений горного давления снижается от центра отрабатываемой залежи к флангам. При достижении предельных значений горного давления на ряде шахт Криворожского бассейна в лежачем боку залежей железных руд наблюдалось формирование зон смятия вмещающих пород с нарушением их сплошности.

Особенно интенсивно лежачий бок деформировался при наличии в нем неустойчивых прослоек тальковых сланцев. В связи с вышесказанным отработку залежей сопутствующего полезного ископаемого предполагается осуществлять на удалении от залежей железных руд Іуд, определяемом из выражения:

Іуд > Іж + Іс, м,

где Іж - размеры зоны повышенного давления в лежачем боку

Рис. 1. Влияние глубины разработки на размеры зон повышенного давления

отработанной железорудной залежи, м; 1с - размеры зоны нару-шенности, формируемой в висячем боку залежи сопутствующего полезного ископаемого, м.

Величина 1ж определялась натурными измерениями в зависимости от глубины ведения горных работ (рисунок). Из приведенных результатов наблюдений следует, что величина 1ж изменяется в пределах 100-150 м.

Величина 1с определяется исходя из технологических особенностей ведения очистных работ в залежах сопутствующего полезного ископаемого. Так, при очистной выемке с обнажением вмещающих пород величина зоны вывалообразований, установленная по нормали к плоскости висячего бока, определяется из выражения

2C ...m cosesin(a + e)

2 f sin(0 + k) +-+ f (------------- -

Hy H

m • sin(0- k) • sin(a + 0) . lc • sin a

< m • sm6>- sin(a + в) cpm • sin 2(0 + a) H y ■ H • lc • sin a

- cos(0 + k) + m • cos(0 - k) • sin(a + 0) где в - угол наклона линии

сдвижения к горизонтальной плоскости, град.; к - угол между горизонтальной и вертикальной составляющими горного давления, град.; С - сцепление пород. Па; Н - глубина ведения очистных работ, м; у - объемный вес пород, Н/м3; а

- угол падения месторождения, град.; m - величина подработки пород висячего бока, м; ар - предел прочности пород висячего бока на растяжение, Па; f - коэффициент трения пород. Решение данного выражения относительно /с позволяет сделать вывод о том, что величина зоны

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Кудрявцев М. С., Логачев Е.И, верситет.

нарушенности в висячем боку залежи пропорциональна величине подработки налегающих пород, т. е. 1с &-1/2т. Так например, при длине висячего бока в пределах этажа равной 100 м, величина 1с составит 50...60 м. Таким образом, выемка сопутствующего полезного ископаемого должна осуществляться на технологических участках, удаленных от залежи железной руды как минимум на 200.. .250 м. Анализ горно-геологических условий месторождений позволяет выделить в пределах откаточных горизонтов ряда шахт участки залежей доломитовых известняков и тальковых сланцев, удаление которых от отработанных залежей железных руд составляет 300350 м. В этих условиях отработку сопутствующего полезного ископаемого рекомендуется осуществлять с подрывкой пород висячего бока. Предлагаемая технология обеспечивает замещение извлекаемого полезного ископаемого пустыми породами висячего

бока с обеспечением подпора вышележащего массива в пределах оруденения. Подрывку пород висячего бока осуществляют с использованием буровзрывных работ. Выпуск рудной массы производят из приемных выработок, располагаемых в лежачем боку, представленном, как правило, филлитами крепостью 7-8 по шкале проф. М.М. Протодья-конова. Доставляют рудную массу самоходным погрузочно-доставочным оборудованием на пневмошинном ходу, что позволяет достаточно эффективно отрабатывать залежи сопутствующих полезных ископаемых на вышележащих ранее отработанных горизонтах в условиях недостаточности инженерных коммуникаций и отсутствия электровозной откатки. Рудную массу перепускают на концентрационный горизонт и выдают на поверхность через главный рудоподъемный ствол, формируя штабели минерального сырья, готового к отгрузке потребителям.

Ступник Н.И. - кандидаты технических наук, Криворожский технический уни-