CC BY
107
УДК: 622.2:338 Л.И. Богуславская
ТЕХНОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОТРАБОТКИ ЗОЛОТОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ В СЛОЖНЫХ ГОРНОГЕОЛОГИЧЕСКИЙ УСЛОВИЯХ
Технолого-экономическое обоснование и обзор опыта проектирования отработки открытым способом очень крупного золоторудного крутопадающего месторождения. Осложняющие факторы в виде старых подземных выработках и напорных подмерз-лотных вод. Вскрытие глубинных горизонтов наклонными конвейерными рудными и породными стволами. Дробление руды и породы в карьере перед подачей на конвейеры по-лустационарными дробилками. Водопонижение кольцевыми выработками с транспортом собранной воды по конвейерным стволам.
Ключевые слова: карьер, обоснование, старые подземные выработки, напорные под-мерзлотные воды, наклонные конвейерные стволы, циклично-поточная технология, по-лустационарные дробилки, автомобильный транспорт.
Современное состояние горной промышленности в России позволяет по-новому взглянуть на некоторые ранее считавшиеся отработанными месторождения. Увеличение цен на металл за последнее время делает возможной повторную отработку таких месторождений открытым способом.
В статье предлагается обзор опыта проектирования горной части очень крупного золоторудного месторождения, в течение более 50 лет ранее отрабатываемого подземным способом. Месторождение расположено в Магаданской области.
Помимо старых горных выработок отработка осложняется следующими факторами:
- сложный нагорный рельеф с большими перепадами высотных отметок,
- удаленность от промышленных центров, слабая инфраструктура,
- наличие мощного слоя вечной мерзлоты и подмерзлотных напорных вод,
- необходимость поддерживать высокую годовую производительность.
Общий объем ранее вынутой подземным способом руды составляет около 30 млн т. Общие запасы руды на месторождении - более 850 млн т, в конечный контур карьера попадают все поставленные на баланс запасы.
По формуле Тейлора годовая производительность должна составлять 36 млн т в год. Многочисленные предпро-ектные проработки показывают, что экономически выгодная производительность по руде при отработке открытым способом составляет от 20 до 60 млн т в год.
Месторождение планируется отрабатывать последовательным вводом очередей: 1 очередь - 10 млн т руды/год, выход на эту производительность в осуществляется в первые 3 года от начала горных работ; 2 очередь - 20 млн т руды/год - достигается через 6 лет; 3 очередь - 40 млн т руды/год - достигается через 10 лет от начала горных работ.
На начальном этапе отработки в связи с предполагаемым недостатком электроэнергии, планируется использование дизельного бурового и выемочнопогрузочного оборудования с последующей заменой на электрическое исполнение с сохранением выбранных типоразмеров.
При подготовке календарного плана отработки в основу положена необходимость обеспечения фабрики стабильным потоком руды, поскольку при таких годовых мощностях по руде различного рода буферные склады приобретают гигантские размеры. В проекте заложен двухнедельный склад руды при фабрике.
Особенности рельефа в рассматриваемом регионе делят карьер на нагорную и глубинную части (ниже достигаемого замкнутого контура по поверхности), что предусматривает разные варианты вскрытия.
Оптимальной схемой вскрытия нагорной части карьера является вскрытие полутраншеями через каждые 30м по вертикали (две высоты вскрышного уступа). Полутраншеи примыкают к основной автодороге, по которой осуществляется связь карьера с отвалами и промплощадкой, каждая внешняя по-лутраншея, примыкающая к карьеру, используется для вскрытия рабочих горизонтов вверх и вниз относительно отметки примыкания к технологической дороге.
Вскрытие уступов в рабочей зоне карьера производится посредством временных автомобильных съездов (полу-траншеями внутреннего заложения) и разрезными траншеями. Постоянные и временные автодороги в карьере с учетом нагорной части устанавливаются в виде спирально-петлевых съездов в промежуточном и конечном положении борта. Транспортировка горной массы преиму-
щественно осуществляется автотранспортом.
При отработке нагорной части с учетом постановки бортов карьера в конечное положение добывается значительный объем пустой породы. Для ее транспортировки возможно использование поверхностной циклично-поточной технологии (ЦПТ). Порода подается на дробильную установку расположенную на борту карьера и далее по конвейеру направляется на отвалообразователь, что позволяет существенно снизить дальность транспортировки автотранспортом на начальном этапе работ.
Вскрытие так называемой глубинной части карьерного поля, осуществляется полутраншеями внутреннего заложения. С развитием горных работ, увеличением глубины и понижением дна карьера (ниже замкнутого контура) дальность и высота транспортирования горной массы резко возрастает, соответственно, увеличивается объем грузовой работы, возникает необходимость увеличения парка большегрузных автосамосвалов. Экономически эффективная область применения в карьере автомобильного транспорта ограничена следующими критериями: высотой подъема от места погрузки до границы карьера (в пределах его контура) и дальностью транспортирования. Таким образом, наступает период когда, необходимые объемы транспортирования горной массы превышают границу экономически эффективного применения на открытых горных работах только одного вида транспорта - автомобильного.
В этой связи возникает необходимость рассмотрения другой транспортной составляющей. В мировой и отечественной практике наибольшее распространение для отработки глубинной части рудных карьеров получила цикличнопоточная технология, при которой ис-
пользуется автомобильно-конвейерный транспорт. Автомобильный транспорт выступает как сборочный, а конвейерный - как магистральный, выполняя основную грузовую работу по подъему горной массы и транспортированию до окончательного места разгрузки.
В рассматриваемых условиях конвейерная технология реализована с использованием;
- наклонных конвейерных стволов в торцах карьера для транспортирования породы в отвалы;
- наклонных конвейерных стволов в средней части карьера для транспортирования рудных потоков.
Конвейерные линии ЦПТ располагаются в наклонных стволах. Трассировка наклонных стволов выбрана таким образом, чтобы посредством коротких штолен иметь возможность выхода в карьер на различных высотных отметках, где устанавливаются полу-стационарные дробильные комплексы. Далее руда и порода транспортируется на фабрику и в отвалы. По мере опускания горных работ дробилки пошагово переносятся с верхних горизонтов на нижележащие.
Нагорный рельеф предопределяет устройство внешних нагорных отвалов. Формирования отвала осуществляется в 3 этапа. В начале для обеспечения устойчивости отвалов автомобильно-бульдозерным комплексом формируются предотвалы и пионерная насыпь для отвалообразователя. При отработке нагорной части порода автотранспортом поставляется на дробильный комплекс на борту карьера и далее по магистральному конвейеру на отвалообразователь. При отработке глубинной части транспортировка породы в отвалы происходит автотранспортом до внутрикарьерных дробилок. Далее по наклонным стволам на по-
верхностные конвейеры до консольных отвалообразователей. В отвалах предусмотрено размещение около 1 млрд (1 куб. км) породы.
Отработка карьера осложняется наличием подмерзлотных напорных вод. Рассматривались два основных способа водоотведения: системой водопонижающих скважин, буримых с поверхности и кольцевыми дренажными выработками под дном карьера. Система подземных дренажных выработок оказалась предпочтительнее по следующим причинам:
- полный перехват притоков подземных вод, снижающих устойчивость бортов карьера и способствующих образованию наледей;
- упорядоченный сбор и отвод дренажных и атмосферных вод за пределы карьера в точку сброса;
- управляемый и опережающий горные работы выпуск воды из затопленных выработок подземного рудника.
Наличие в контуре карьера выработок подземного рудника потребовало разработки технологии безопасного ведения открытых горных работ, которая базируется на современном представлении о деформации массива под влиянием подземной выемки и обобщает опыт совмещенной отработки различных месторождений.
Задача обеспечения безопасности отработки карьера имеет комплексное решение и реализуется за счет следующих работ:
а) Поэтапное определение границ опасных зон, по мере развития горных работ и накопления информации о подработанном массиве. При этом положение границы определяется с необходимой долей инженерного запаса, исключающего ведение любых видов горных работ в опасной зоне. Сначала, определяется расчетное положение границы
опасной зоны, которое предшествует бурению скважин опережающей эксплуатационной разведки по основной сетке. Затем, смещение контура очистной подземной выработки уточняется по дополнительной сетке бурения опережающих разведочных скважин. На последнем этапе, при подходе горных работ к границе опасной зоны, отстроенной по результатам опережающей эксплуатационной разведки, производится бурение контрольных скважин, через которые осуществляется лазерное сканирование полости и, исходя из её размеров, принимается решение о погашении полости или переносе границы опасной зоны на нижележащие уступы.
б) Непрерывный инструментальный мониторинг поверхности в контуре карьера в пределах зоны сдвижения, что дает возможность своевременно отслеживать подход массива к критическим деформациям.
в) Выбор параметров системы разработки, позволяющих минимизировать последствия сдвижения подработанного массива и оптимизировать шаг погашения пустот.
г) Выбор мобильного технологического оборудования, способного вести работы на сложном рельефе и в случае необходимости, быстро его отвести из опасной зоны.
Таким образом, при проектировании повторной отработки мощного крутопадающего золоторудного месторождения открытым способом с осложняющими факторами в виде старых подземных выработках и напорных подмерзлотных вод, предложен комплекс решений, основными из которых являются вскрытие глубинных горизонтов карьера наклонными конвейерными стволами и меры учету поземных выработок. Предложенные мероприятия позволили добиться положительного экономического эффекта. втеге
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ ---------------------------------------------------------
Богуславская Людмила Игоревна - главный инженер проектов, Санкт-Петербургская горная проектно-инжиниринговая компания, [email protected]
А
----------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ШКОЛЬНИКОВ Павел Вячеславович Обоснование параметров обделок и рациональной технологии возведения микротоннелей 25.00.22 к.т.н.
