CC BY
19
ГЕОТЕХНОЛОГИЯ
УДК 622.221.2.016:622.684 DOI: 10.46689/2218-5194-2021-3-1-87-99
ТЕХНОЛОГИЯ ВСКРЫТИЯ И РАЗРАБОТКИ КИМБЕРЛИТОВЫХ КАРЬЕРОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КРУТОНАКЛОННЫХ
АВТОСЪЕЗДОВ
А.Н. Акишев, Ю.И. Лель, И.А. Глебов, А.Б. Буднев
Рассмотрены вопросы технологии вскрытия и разработки глубоких кимбер-литовых карьеров при использовании полноприводных автосамосвалов и крутонаклонных автосъездов. Разработана методика обоснования рациональных уклонов автодорог на основании критерия «удельное действие». Предложен аналитический метод расчета дополнительного разноса бортов карьера и углов нерабочих бортов при вскрытии спиральными автосъездами. Разработана методика расчета оптимальной глубины перехода на вскрытие крутонаклонными автосъездами при разработке ким-берлитовых карьеров. Установлено, что оптимальная глубина перехода имеет достаточно устойчивый характер, составляя 54...60 % от проектной глубины карьера.
Ключевые слова: карьер, уклон автосъезда, полноприводные автосамосвалы, разнос бортов, глубина перехода, мощность рудного тела, приведенные затраты.
Переход на вскрытие крутонаклонными автосъездами при использовании полноприводных автосамосвалов является одним из основных направлений повышения эффективности вскрытия и отработки глубоких кимберлитовых карьеров [1 - 4]. Главные преимущества полноприводных шарнирно-сочлененных автосамосвалов заключаются в использовании крутонаклонных автосъездов (/ до 18...24 %) и транспортных берм меньшей ширины по сравнению с автосамосвалами с колесной формулой 4х2, что позволяет увеличить углы наклона нерабочих бортов карьеров, сократить дополнительный объем вскрыши от размещения транспортных коммуникаций и отработать карьеры до глубины 700.750 м. В связи с этим весьма актуальными становятся вопросы обоснования рациональных уклонов автосъездов, разработка метода расчета дополнительного разноса бор-
тов от размещения автотранспортных коммуникаций и обоснования оптимальной глубины перехода на крутонаклонное вскрытие.
Термин «крутонаклонные автосъезды» был впервые применен в трудах института «Якутнипроалмаз» в связи с рассмотрением перспектив использования при отработке глубоких кимберлитовых карьеров специализированных автосамосвалов (гусеничных или полноприводных с шар-нирно-сочлененной рамой), способных работать на уклонах автодорог, значительно превышающих уклоны 8...10 %, характерные для автосамосвалов с колесной формулой 4х2 [1]. В связи с конструктивными недостатками, низкой экономичностью и отсутствием серийного производства карьерных гусеничных автосамосвалов в настоящее время в проектах рассматриваются только полноприводные шарнирно-сочлененные автосамосвалы с колесной формулой 6х6, в основном фирм VOLVO и CATERPILLAR, получивших достаточно широкое распространение в отечественной горной промышленности [10, 11]. Вместе с тем, несмотря на наличие значительного количества нормативных материалов, теоретическое обоснование и однозначные рекомендации по величине уклонов карьерных автодорог для полноприводных автосамосвалов в настоящее время отсутствуют [5 - 9]. В УГГУ разработана методика обоснования оптимальных уклонов автодорог при эксплуатации автосамосвалов с колесной формулой 4х2
[12]. Методика базируется на физическом принципе наименьшего действия
[13]. Основные положения методики применимы и для полноприводных автосамосвалов.
В этом случае действие - это физическая величина, представляющая собой произведение количества энергии, расходуемой на перемещение горной массы транспортным средством, и времени его перемещения. Введенное нами понятие «удельное действие» (D) представляет собой произведение удельных затрат энергии на подъем горной массы транспортным средством на 1 м и времени подъема горной массы на 1 м.
Тогда удельное действие (D, г-с/т-м) при работе автосамосвалов на подъем горной массы
D
2,725 -10-3 gH (кт +1)
®0
+1
+
Па
1000/GVn.
х
х
3,6( Оа + кгО)
®0
+1
0,367 Nд % П
+
3,6
IV
И;
(1)
где О - грузоподъемность автосамосвала, т; Оа - собственная масса автосамосвала; кг - коэффициент использования грузоподъемности; кт - коэф-
фициент тары автосамосвала; ю о - коэффициент сопротивления качению; i - уклон участка трассы; па - коэффициент полезного действия трансмиссии автосамосвала; gn - удельный расход топлива при номинальной нагрузке двигателя, г/кВт-ч; gx - удельный расход топлива при движении порожних автосамосвалов в тормозном режиме, кг/ч; vm- - скорость порожнего автосамосвала на спуске с уклоном i, км/ч; kN - коэффициент использования мощности двигателя.
Пользуясь указанной методикой, проведем расчет удельного действия для полноприводных автосамосвалов CAT-745C, планируемых для использования при доработке кимберлитовых карьеров АК «АЛРОСА». Техническая характеристика автосамосвала: G = 41 т; G а = 32,87 т; kx = 0,80; kY = 1,0; двигатель CAT C18 ACERT; N = 381 кВт; gn = 210 г/кВт-ч. Скорости на уклонах автодорог со щебеночным покрытием определяются по тягово-динамической и тормозной характеристикам автосамосвала. В этом случае формулу (1) можно представить в виде
D =
,-3
2,725-10"J gH k +1)
Па
ю0
+1
х
3,6 3,6 -+-
iVT
iV
п,-
(2)
где vTi , vm■ - скорости соответственно при движении груженого автосамосвала на подъем и порожнего при движении на спуск, установленные по тягово-динамической и тормозной характеристикам при суммарном сопротивлении движению (ю 0 + ■), км/ч.
Выражением gx / 1000iGvm. можно пренебречь, т.к. его значение не
превышает 2.3 % от общего расхода дизтоплива при движении в грузовом и порожняковом направлениях и не влияет на точность расчетов. Коэффициент полезного действия трансмиссии автосамосвала (па) определяется по тягово-динамической характеристике автосамосвала.
Расчеты проведены при изменении сопротивления качению от 0,02 до 0,04, характерном для щебеночного покрытия автодорог, и изменении продольного уклона автодорог от 0,04 до 0,28. Установлено, что значение Па в диапазоне изменения суммарного сопротивления движению 0,06 - 0,26 характеризуется относительной стабильностью и варьируется в диапазоне 0,79 - 0,82. При увеличении (ю 0 + ■) с 0,26 па снижается до 0,68 - 0,72.
Удельный расход топлива при номинальной нагрузке двигателя ^н) - паспортная величина, характеризующая фактический расход топлива для получения одного кВт-ч полезной энергии. Вместе с тем gн также не является постоянной величиной, а зависит от степени использования мощности двигателя и числа оборотов, которые, в свою очередь, определяются суммарным сопротивлением движению (ю0 + ■). На рис. 1 представлена зави-
симость поправочного коэффициента (кп), учитывающего изменение gн в зависимости от суммарного сопротивления движению, которая получена на основании топливно-экономической характеристики автосамосвала по методике И.С. Шлиппе [14]. При значительных нагрузках [(ю 0 + 0 > 0,22] gн увеличивается до 10 % от номинального значения.
Рис. 1. Зависимости КПД трансмиссии автосамосвала CAT-745C (ца) и поправочного коэффициента, учитывающего изменение удельного расхода топлива при номинальной нагрузке двигателя (kn), от суммарного сопротивления движению (ю 0 + i)
Оптимальное значение уклонов по критерию удельного действия будет соответствовать условию
D ^ min. (3)
Установлено, что для автосамосвалов CAT-745C оптимальное значение уклонов автодорог со щебёночным покрытием в карьерных условиях по критерию удельного действия будет находиться в диапазоне 0,18 - 0,24 (рис. 2).
Установленный диапазон оптимальных уклонов для автосамосвалов не противоречит действующим нормативным документам, регламентирующим эксплуатацию полноприводных автосамосвалов. Вместе с тем предложенная методика позволяет дать четкое теоретическое (физическое) обоснование рациональных условий эксплуатации данных транспортных средств в глубоких карьерах. Окончательное решение по руководящим уклонам следует принимать на основе экономических критериев, учитывающих влияние уклона на технологические параметры горных работ, с учетом условий безопасной эксплуатации и результатов опытно-промышленных испытаний на конкретных предприятиях.
Анализ современных методов расчета дополнительного разноса бортов от размещения автотранспортных коммуникаций показывает, что наиболее приемлемым для горнотехнических условий кимберлитовых карьеров при вскрытии крутопадающих рудных тел округлой формы спиральными автосъездами является аналитический метод, разработанный в Криворожском горнорудном институте [15].
5 --
0,06 0,1 0,14 0,15 0,22 0,26 /
///у\ - область оптимальны* значений -*-<оо = 0.02 —соо = 0,04
Рис. 2. Зависимость удельного действия (Б) автосамосвалов САТ-745С от продольного уклона автодороги (¿) и сопротивления
качению (ю0)
Дополнительный объем разноса бортов (V, м ) при спиральной форме трассы определяется по формуле
2
V = Цг Кд, (4)
где В - ширина транспортной бермы, м; Нк - глубина карьера, м; ■ - уклон спиральной трассы, доли ед.; Кд - коэффициент, учитывающий дополнительное увеличение объема горных работ, обусловленное необходимостью разноса бортов карьера для размещения системы спиральных съездов при вскрытии новых горизонтов, ед.,
(Як + Го tgy)2 + (Н к + ^у) Btgy
1п
Кд = ■
г0 ^У
Н к
- Н ^у(г0 + В)
Н
(5)
где г0 - радиус дна карьера, м; у - среднее значение угла откоса нерабочих бортов карьера, град.
Основным недостатком рассматриваемого метода является то, что в формуле (5) используется уже известное значение угла откоса нерабочего борта (у). В то же время угол у определяется конструкцией нерабочего борта и зависит от уклона спиральной трассы (/), ширины транспортной бермы (В), количества витков спиральной трассы (пв), высоты уступа (Иу) и других факторов. Угол откоса нерабочего борта является также контролируемым параметром и не должен превышать значения, установленного по условиям устойчивости. При этом учитываются следующие физико-механические свойства горных пород: плотность, угол внутреннего трения, сцепление в образце и коэффициент структурного ослабления в массиве. Среднее значение конструктивного угла нерабочего борта карьера определяется по формуле
tgY = 7-^Нк-, (6)
Як V Иу
-1
Ьб + пв В + Нк^а
где И у - высота нерабочего уступа, м; Ь б - ширина бермы безопасности, м; пв - среднее количество витков спиральной трассы; а - угол откоса нерабочего уступа, град.
В свою очередь, согласно [15]
tgy
п
2п1
1п
+ '
V
го ^У
(7)
у
Подставив выражение (7) в формулу (6) и обозначив х=tgy; а=В/2л/; с=(Нк/И у - 1)Ьб +НкС^а; й = Як, получим уравнение
ах 21п
/
V
1+
X у
+ сх - й = 0.
После преобразования
/ , \ах 1+Ь
V
X
= е
й-сх
(8)
(9)
У
Данное уравнение решается графически путем нахождения точки пересечения графиков двух функций
/ (X)
/ , \ах
1+-1
V х) ё-сх
(10)
/ (X) = е-
Таким образом, задавая исходные данные Нк, Иу, В, г0, а, графически определяя tgy, находятся значение Кд и объем дополнительного разноса бортов карьера (V) по формулам (4), (5). Пример определения тангенса угла нерабочего борта карьера ^у) приведен на рис. 3. Исходные данные: Нк = 450 м, И у = 30 м, -б = 10 м, Вт = 30 м, I = 0,08, г0 = 100 м, а = 75о. Получаем tgY = 1,21 или у = 50,4о.
.Дх)
1Е+72 1Е+70 1Е+68 1Е+66 1Е+64 1Е+62 1Е+60 1Е+58 1Е+56 1Е+54 1Е+52 1Е+50 1Е+48
III
А* )=е 0
1,209
-1 —
Ь 2 Пяг) - (1 1
ОО О.
Г^СЧС^С^ГЧСЧС^ГЧ
'¿7
Рис. 3. Пример определения тангенса угла нерабочего борта карьера
(tgY)
Критерий выбора оптимальной глубины перехода на крутонаклонное вскрытие можно записать следующим образом:
З =£ (3, + К,)—Ц ^ шп, (11)
,=0 (1 + Е ))
где З - сумма приведенных затрат за период оптимизации, млн руб.; Т -горизонт расчета (срок эксплуатации карьера), годы,
Т = - , (12)
- год, в котором осуществляются затраты; - год, к котором приводятся затраты; 3, - эксплуатационные затраты по варианту на ,-м шаге расчета, млн руб.; К - капитальные затраты на ^м шаге расчета, млн руб.; Е - норма дисконта, доля ед. (Е = 0,11).
При расчете эксплуатационных затрат учитываются только те затраты, которыми отличаются рассматриваемые варианты перехода. К таким затратам следует отнести эксплуатационные затраты на выемку вскрышных пород, поскольку варианты отличаются объемами вскрыши, и эксплуатационные затраты на транспортирование горной массы автосамосвалами.
При расчете капитальных затрат учитывали затраты на приобретение автосамосвалов различных моделей с учетом изменения грузооборота автотранспорта. Оптимальная глубина перехода на крутонаклонное вскрытие определялась методом экономико-математического моделирования на примере гипотетического карьера с горнотехническими условиями, максимально приближенными к условиям кимберлитовых карьеров АК «АЛРОСА» (ПАО). За базовый вариант принят вариант разработки карьера глубиной 700 м автосамосвалами САТ-777Б (91т) при уклоне вскрывающих выработок 8 %.
Диапазон изменения радиуса для карьера (мощности рудного тела) был принят по реальным параметрам карьеров, разрабатываемых АК «АЛРОСА» (ПАО). В результате моделирования установлено, что наибольшее влияние на объем дополнительного разноса бортов карьера от размещения транспортных коммуникаций оказывают ширина и уклон автосъездов. Ввиду ограниченной грузоподъемности полноприводных автосамосвалов (до 40...45 т) основное влияние на объем дополнительного разноса будет оказывать уклон спиральных автосъездов. При увеличении мощности рудного тела от 100 до 400 м влияние уклона снижается, что объясняется сокращением количества витков спиральной трассы. Так, при уклоне 8 % и глубине карьера 700 м при увеличении мощности рудного тела со 100 до 400 м объем дополнительного разноса бортов сокращается с 339,8 до 223,1 млн м3 (на 106,7 млн м3), а при уклоне автосъездов 30 % объем сокращается на 20,6 млн м3, т.е. в 5 раз меньше. Таким образом, эффективность крутонаклонного вскрытия также снижается с увеличением мощности рудного тела, что подтверждается экономическими расчетами.
Установлено, что эффективность перехода на вскрытие крутонаклонными автосъездами, оцениваемая снижением приведенных затрат на разработку месторождения, зависит от уклона вскрывающих выработок, сокращения объема разноса бортов карьера, мощности рудного тела, себестоимости вскрышных работ, себестоимости транспортирования горной массы полноприводными автосамосвалами и автосамосвалами с колёсной формулой 4^2, а также их соотношения. На рис. 4 представлены закономерности изменения приведенных затрат на разработку месторождения в зависимости от глубины перехода на крутонаклонное вскрытие.
Установлено, что эти закономерности носят экстремальный характер. При конечной глубине карьера 700 м оптимальная область перехода находится в пределах 375 - 425 м. Оптимальная область имеет достаточно
устойчивый характер, составляя 54.. .60 % от проектной глубины карьера. Это подтверждается результатами моделирования при изменении конечной глубины карьера. В свою очередь, оптимальная область перехода, как видно из рис. 4, практически не зависит от уклона вскрывающих выработок и мощности рудного тела.
а
з,
млрд. руб.
130
120 110 100 90 80 70
ж]
ж
250
300
3,
млрд. руб.
250
350 400 б
450
500
Нп, м
300
350
400 в
450
500
Н„, М
450 500 м — Базовый вариант
Рис. 4. Закономерности изменения приведенных затрат на разработку (З) от глубины перехода на крутонаклонное вскрытие при мощности рудного тела: а -100 м; б - 250 м; в - 400 м
Установленные зависимости полностью согласуются с одним из важнейших принципов физики - принципом Ле Шателье - Брауна, описывающих поведение физических и технико-экономических систем, находящихся в устойчивом равновесии. Смещение оптимальной глубины перехода в большую сторону будет наблюдаться при увеличении себестоимости транспортирования горной массы полноприводными автосамосвалами, а в меньшую - при её снижении или увеличении себестоимости вскрышных работ.
Результаты исследования использованы институтом «Якутни-проалмаз» при проектировании отработки карьера «Нюрбинский» до глубины 750 м. Результаты могут найти практическое применение на рудных карьерах при вскрытии глубоких карьеров спиральными съездами.
Список литературы
1. Акишев А.Н., Костырин В.Ф. Оптимизация проектных решений по отработке карьера «Юбилейный» // Горный журнал. 2000. №7. С. 33-35.
2. Комплексные исследования и внедрение инновационных геотехнологий добычи и глубокой переработки кимберлитов / В.А. Чантурия [и др.] // Горный журнал. 2011. № 1. С. 10-13.
3. Технологические решения по вскрытию и отработке глубоких горизонтов Нюрбинского карьера АК «АЛРОСА» / А.Н. Акишев [и др.] // Известия вузов. Горный журнал. 2017. № 7. С. 4-12.
4. Инновационная технология открытой разработки кимберлитовых месторождений с измененной геометрией нерабочих бортов / А.Н. Акишев [и др.] // Известия вузов. Горный журнал. 2018. № 8. С. 5-16.
5. СНиП 2.05.02-91. Промышленный транспорт. Минстрой России. М.: ЦИТП Минстроя России, 1996. 128 с.
6. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых». Утв. Приказом Ростехнадзора от 11.12.2013 №599.
7. СП 37.13330.2012 Промышленный транспорт. Актуализированная редакция СНиП 2.05.07-91* (с Изменениями № 1, 2, 3).
8. Slip ratio control for articulated dump truck based on fuzzy sliding mode / T. Haiyong, S. Yanhua, Z. Wenming, J. Chun // 2011 International Conference on Consumer Electronics, Communications and Networks, CECNet 2011 - Proceedings. 2011. С. 4404 - 4407.
9. Мариев П.Л., Егоров А.Н., Войтов В.Т. Особенности работы карьерных самосвалов в условиях глубоких карьеров и повышенных уклонов // Горный журнал. 2011. №10. С. 63-66
10. Brown D., Heather R. Development of Off-Highway Articulated Dump Trucks // SAE Technical Paper, D.J.B. Engineering Ltd. 1979. 12 c.
11. Зырянов И. В., Цымбалова А. И. Испытания САТ-740В на крутонаклонных съездах карьера «Удачный» АК «АЛРОСА» // Горное оборудование и электромеханика. 2013. № 9. С. 22-25.
12. Обоснование оптимальных уклонов автодорог при разработке нагорно-глубинных карьеров / Ю.И. Лель [и др.] // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2012. № 2. С. 5-12.
13. Веретенников В.Г, Синицын В.А. Метод переменного действия. 2-е изд., исправл. и доп. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. 272 с.
14. Артамонов М.Д. Иларионов В.А., Морин М.М. Теория автомобиля и автомобильного двигателя: учебник для техникумов. М.: Машиностроение, 1968. 283 с.
15. Вилкул Ю. Г., Слободянюк В. К., Максимов И. И. Теоретические основы определения объемов горнокапитальных работ при вскрытии глубоких карьеров трассами спиральной формы // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. № 7. С. 17-23.
Акишев Александр Николевич, канд. техн. наук, доц., нач. отдела, akishevANaalrosa.ru, Россия, Мирный, Институт "Якутнипроалмаз ",
Лель Юрий Иванович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, lel49@mail.ru, Россия, Екатеринбург, Уральский государственный горный университет,
Глебов Игорь Андреевич, мл. науч. сотр., i.glebov@igduran.ru, Россия, Екатеринбург, Институт горного дела УрО РАН,
Буднев Алексей Борисович, асп., lel49@mail.ru, Россия, Екатеринбург, Уральский государственный горный университет
TECHNOLOGYFOR OPENING AND DEVELOPING KIMBERLITE QUARRIES USING
STEEPLY INCLINED RAMPS
A.N. Akishev, Yu.I. Lel, I.A. Glebov, Budnev A.B.
The issues of the technology of opening and developing deep kimberlite quarries using four-wheel-drive dump trucks and steep-slope ramps are considered. A methodology for justifying rational road slopes based on the "specific effect" criterion has been developed. An analytical method is proposed for calculating the additional spacing of the quarry sides and the angles of the non-working sides when opening with spiral auto-exits. A method has been developed for calculating the optimal depth of the transition to the opening of steep-slope roadways in the development of kimberlite quarries. It is established that the optimal depth of the transition has a stable character, amounting to 54-60% of the design depth of the quarry.
Key words: quarry, slope of the road junction, four-wheel drive dump trucks, side spacing, transition depth, ore body capacity, reduced costs.
Akishev Alexander Nikolaevich, candidate of technical sciences, docent, the chief of department of open mining works, akishevAN@alrosa. ru, Russia, Mirniy, Institute "Ya-kutniproalmaz ",
Lel Yuri Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, lel49@mail.ru, Russia, Ekaterinburg, Ural State Mining University,
Glebov Igor Andreevich, Junior researcher, i. glebov@igduran. ru, Russia, Yekaterinburg, Institute of Mining UB RAS,
Budnev Alexey Borisovich, postgraduate, lel49@mail.ru, Russia, Yekaterinburg, Ural State Mining University
Reference
1. Akishev A. N., Kostyrin V. F. Optimization of design solutions for the development of the Yubileyny quarry / / Mining Journal. 2000. No. 7. pp. 33-35.
2. Complex research and implementation of innovative geotechnologies for mining and deep processing of kimberlites / V. A. Chanturia [et al.] // Mining Journal. 2011. No. 1. pp. 10-13.
3. Technological solutions for opening and working out deep horizons of the Nyurbinsky quarry of AK "ALROSA" / A. N. Akishev [et al.] // Izvestiya vuzov. Mining magazine. 2017. No. 7. pp. 4-12.
4. Innovative technology of open-pit mining of kimberlite deposits with a modified geometry of non-working sides / A. N. Akishev [et al.] // Izvestiya vuzov. Mining magazine. 2018. No. 8. pp. 5-16.
5. SNiP 2.05.02-91. Industrial transport. The Ministry of Construction of Russia. M.: CITP of the Ministry of Construction of Russia, 1996. 128 p.
6. Federal norms and rules in the field of industrial safety "Safety rules for mining operations and processing of solid minerals" / Approved. By order of Rostechnadzor No. 599 dated 11.12.2013.
7. SP 37.13330.2012 Industrial transport. Updated-tion Redaktsiya SNiP 2.05.07-91* (with Amendments No. 1, 2, 3).
8. Slip ratio control for articulated dump truck based on fuzzy sliding mode / T. Hai-yong, S. Yanhua, Z. Wenming, J. Chun // the 2011 International Conference on Consumer Electronics, Communications and Networks, CECNet 2011 - Proceedings. 2011. S. 44044407.
9. Mariev P. L., Egorov A. N., Vojtov V. T. Features the work of dump trucks in deep pits and elevated slopes Gorn. 2011. No. 10. pp. 63-66
10. Brown D., Heather R. Development of Off-Highway Articulated Dump Trucks // SAE Technical Paper, D.J.B. Engineering Ltd. 1979. 12 c.
11. Zyryanov I. V., Tsymbalova A. I. Tests of SAT-740V at steep-slope congresses of the Udachny quarry of AK ALROSA // Mining equipment and electromechanics. 2013. No. 9. pp. 22-25.
12. Substantiation of optimal road slopes in the development of upland-deep quarries / Yu. I. Lel [et al.] / / Izvestiya vysshnykh uchebnykh zavedeniy. Mining magazine. 2012. No. 2. pp. 5-12.
13. Veretennikov V. G, Sinitsyn V. A. Method of variable action // 2nd ed., corrected. and additional M.: FIZMATLIT, 2005. 272 p.
14. Artamonov M. D. Ilarionov V. A., Morin M. M. The theory of the automobile and the automobile engine: a textbook for technical schools. M.: Mechanical Engineering, 1968. 283 p.
15. Vilkul Yu. G., Slobodyanyuk V. K., Maksimov I. I. Theoretical foundations for determining the volume of mining operations when opening deep quarries with spiral-shaped routes // Mining information and analytical bulletin. 2007. No. 7. pp. 17-23.
УДК 622.27.326
DOI: 10.46689/2218-5194-2021-3-1-87-99
ИЗЫСКАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ОСВОЕНИЯ ПЕРЕХОДНОЙ ЗОНЫ ЖЕЛЕЗОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ «МАЛЫЙ КУЙБАС»
Ю.Г. Антипин, И.В. Никитин, Ю.М. Соломеин
Для условий открыто-подземной разработки железорудного месторождения «Малый Куйбас» созданы технологические схемы, реализующие преимущества открытого (использование высокопроизводительного карьерного оборудования и транспортных коммуникаций) и подземного способов (утилизация отходов горного производства под землей, сохранение целостности земной поверхности вне контуров карьера). Установлены области эффективного применения технологических схем в зависимости от высоты переходной зоны.
Ключевые слова: глубокозалегающее месторождение, комбинированная разработка, переходная зона, подземная геотехнология, технологическая схема, технико-экономический анализ.
В современных условиях, когда появление новых революционных горных технологий маловероятно, основным направлением повышения эффективности освоения глубокозалегающих рудных месторождений является создание технологических схем, основанных на принципах комбинирования различных способов разработки с оптимизацией параметров и обеспечением условий их совместного использования [1, 2]. Наибольшие возможности для применения таких технологических схем предоставляются при комбинированной разработке месторождений, а именно в переходной зоне (ПЗ), расположенной на границе открытых и подземных горных работ [3].
Целью исследований является изыскание технологических схем, обеспечивающих повышение эффективности освоения ПЗ путем сочетания технологических процессов открытого и подземного способов разработки (на примере железорудного месторождения «Малый Куйбас»).
Анализ и обобщение условий эксплуатации месторождения. Месторождение «Малый Куйбас» расположено в Магнитогорском районе Челябинской области (Южный Урал) и представлено двумя генетическими типами железных руд: скарново-магнетитовые руды; сплошные и вкрапленные титаномагнетитовые руды. Месторождение включает две рудные зоны - северную (СРЗ) и южную (ЮРЗ), имеющие северовосточное простирание и западное крутое падение (70...90°). Рудные зоны
