CC BY
37
УДК 622.272
Пирогов Геннадий Георгиевич GennadyPirogov
ТРАНСПОРТНО-ВЕНТИЛЯЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ПОДЗЕМНЫХ КОМПЛЕКСОВ ПО ДОБЫЧЕ И ПЕРЕРАБОТКЕ РУД
UNDERGROUND COMPLEXES TRANSPORT AND VENTILATION IN ORE MINING AND MILLING
Рассмотрены вопросы формирования транспортно-вентиляционных систем подземных комплексов по добыче и переработке руд, способствующие реализации современного направления совершенствования горного производства. Приведены зависимости показателей систем от годовой производительности, предложены принципы формирования систем, приведена схема автономной транспортновентиляционной системы подземного обогатительного комплекса
Ключевые слова: подземные комплексы, транспортно-вентиляционные системы, современное направление совершенствования горного производства
The paper deals with the formation of transport and underground ventilation systems for mining and ore processing to facilitate the implementation of modern ways of the min-ing industry improving. The system performance dependence, of annual performance, principles of its formation, the scheme of autonomous transport and ventilation system of underground and processing complex are shown
Key words: underground complexes, transport and ventilation systems, modem ways of the mining industry improving
Одним из современных направлений совершенствования горного производства с подземной добычей руд является перемещение полного цикла обогащения в недра. Это позволяет перейти на ресурсосберегающие технологии разработки рудных месторождений с закладкой выработанного пространства гранулированными хвостами обогащения и уменьшить накопления вредных и токсичных твердых отходов на земной поверхности [1 — 10]. Подземный комплекс по добыче и переработке руд включает рудник и подземный обогатительный комплекс.
Строительство и эксплуатация подземного обогатительного комплекса (ОК) связаны необходимостью сооружения коммуникационных и транспортных путей сообщения — подземных вертикальных, горизонтальных и наклонных горных выработок транспортно-вентиляционной системы. Она обеспечивает комплекс путями
сообщения с земной поверхностью и рудником, большие объемы разнообразных грузопотоков, подачу на рабочие места свежего воздуха.
Поперечные размеры горизонтальных транспортных выработок, вертикальных, наклонных стволов и штолен ОК, используемых для транспортирования обогатительного оборудования, определяются габаритами этого оборудования. Большие габариты и массу имеют мельницы и дробилки, особенно крупного дробления. Средняя ширина обогатительного оборудования составляет 3300 мм, средняя высота равна 3550 мм. Для большей части обогатительного оборудования с учетом зазоров по условиям безопасности удовлетворяет площадь поперечного сечения транспортных выработок в свету в пределах 20...25 м2. На рис. 1 приведена зависимость площади сечения транспортных выработок от габаритов обогатительного оборудования.
ч
Н <м £ 3 £ ■§ л с
3 'с Й й & & О х
4 X
С
Поперечные габариты обогатительного оборудования,м
Рис. 1. Зависимость площади поперечного сечения горизонтальных транспортныхвыработокотгабаритов крупного обогатительного оборудования (мельниц и дробилок)
Для вентиляции ОК необходимо обеспечение в достаточном количестве всех рабочих мест свежим воздухом. Атмосфера технологических камер и выработок комплекса постоянно загрязняется образованиями и выделениями пыли и газов. Локальная очистка воздуха аспирационными устройствами, нейтрализация, подавление пыли различными техническими средствами и способами требуют организации обособленного отвода загрязненного воздуха.
В целом, подземный обогатительный комплекс должен включать горные выработки для:
— транспортного сообщения с рудником (транспортирование рудной массы, хвостов обогащения);
— транспортной, инженерной и энергетической связи обогатительного комплекса с земной поверхностью и рудником подачи электроэнергии, сжатого воздуха, технической и питьевой воды, доставки обслуживающего персонала, реагентов, материалов;
— транспортирования обогатительного оборудования, выдачи на земную поверхность концентратов;
— обособленного отвода исходящей вентиляционной струи на земную поверхность;
— технологической связи между технологическими камерами и горизонтами обогатительного комплекса.
По условию транспортирования крупногабаритного обогатительного оборудования, монтажа и демонтажа в подземных технологических камерах возможны следующие проектные решения:
— крупные мельницы, дробилки, классификаторы транспортировать по выработкам рудника в демонтированном состоянии;
— создавать автономные транспортновентиляционные системы обогатительных комплексов с короткими транспортными выработками большого поперечного сечения для перемещения крупного оборудования без демонтажа.
В качестве технико-экономического показателя транспортно-вентиляционной системы ОК целесообразно использовать коэффициент расхода транспортных и вентиляционных выработок (К ):
К = Е Ув / (0,001 Д), м3/1000 т руды, (1) где Ув — объем выработок, м3;
Д — эксплуатационные запасы месторождения, т.
Д = А1 = БК/(1-р),т, (2)
где Аг — годовая производительность обогатительного комплекса, т;
I — срок существования комплекса, лет.
Общий объем (Уок) подземного обогатительного комплекса определяется выражением:
Уок = ЕУтк+ЕУво+ ЕУтв + ЕУтпв + ЕУвв
+ ЕУвок, +ЕУпак,
м
(3)
где ХУтк — сумма объемов технологических камер ОК, м3;
ХУво — сумма объемов камер вспомогательных объектов ОК, м3;
ХУтв — сумма объемов транспортных выработок комплекса (транспортирование рудной массы от капитальных рудоспусков и ствола рудника до рудоприемного бункера ОК), м3;
ХУтпв — сумма объемов транспортноподъемных выработок комплекса (транспортирование, спуск-подъем обогатительного оборудования ит.д.), м3;
ХУвв — сумма объемов вентиляционных
выработок комплекса (обособленный отвод исходящей струн), м3;
ХУвок — сумма объемов выработок внутри комплекса (выработки технологической связи), м3;
ХУнак — сумма объемов накопительных камер обогатительного комплекса для промежуточного складирования текущих хвос-товобогащения, м3.
На рис. 2 показана зависимость объема горных выработок транспортно-вентиляционной системы в общем объеме подземного обогатительного комплекса (в долях) от его годовой производительности.
комплекса, тыс. т
Рис. 2. Зависимость суммарного объема горныхвыработокобогатительного комплекса (в долях) от годовой производительности
Зависимости объема горных выработок транспортно-вентиляционной системы и общих затрат на их проходку от годовой производительности ОК (рис. 3, 4) пока-
зывают, что увеличение производственной мощности сопровождается возрастанием указанных величин.
и 2 » о ^ 'в & «
сс
£
\с
С
Годовая производительность обогатительного комплекса, тыс. т
Рис. 3. Зависимость общего объема горных выработок обогатительного комплекса от годовой производительности
Одновременно с ростом производитель- го воздуха для ОК и т.д., что предполагает
ности возникает потребность в более произ- дифференцированный подход к решению
водигельном, следовательно, более крупно- задачи формирования транспортно-венти-
габаритном обогатительном оборудовании, ляционной системы подземного обогати-
Увеличиваются объемы транспортируемых тельного комплекса вентиляции,
хвостов и концентратов, количество свеже-
12
«: с
О В
се
я 5
й * й 'в св с
* 1 ^ & ^ 2 О й
=
ч
се
V
а
и
4
Н
5 с а
Годовая производительность обогатительного комплекса, тыс. т
Рис. 4. Зависимость общихзатратна проходкугорныхвыработок обогатительного комплекса от годовой производительности
При проектировании целесообразно придерживаться следующих принципов формирования транспортно-вентиляционной системы подземных обогатительных комплексов, существенно влияющих на капитальные и эксплуатационные затраты:
— подземные обогатительные комплексы небольшой производительности (до 500 тыс. т/год) для переработки руд мелких и средних месторождений располагать вблизи рудных тел (жил, зон), используя для транспортно-вентиляционной системы выработки рудника (стволы, штольни, квершлаги, штреки и т.д.);
— при годовой производительности 500...1000 тыс. т формировать комбинированную транспортно-вентиляционную систему на базе выработок рудника и проходимых выработок комплекса;
— при годовой производительности свыше 1 млн т/год транспортно-вентиляционная система комплекса должна быть автономной.
На рис. 5 приведена схема автономной транспортно-вентиляционной системы горных выработок подземного обогатительного комплекса.
Такая система увеличивает капитальные затраты на строительство подземного обогатительного комплекса на 30...50 %, но является более эффективной. В то же время она благоприятствует организации эффективной и надежной вентиляции комплекса.
Выбор рационального принципа формирования транспортно-вентиляционной системы подземного комплекса должен основываться на детальном анализе достоинств и недостатков каждого варианта возможного решения, включая экономические показатели. Обогатительный комплекс в системе подземного рудника сокращает затраты на строительство и эксплуатацию комплекса, одновременно увеличивает нагрузки на рудничные выработки и рудничную вентиляцию, обслуживающую комплекс.
Рис. 5. Схема автономной транспортно-вентиляционной системы горных выработок подземного обогатительного комплекса:
1 — стволы комплекса; 2,4— горизонтальные транспортно-вентиляционные выработки; 3 — технологические камеры комплекса; 5 — стволы рудника; 6 — квершлаги; 7 — рудничные откаточные штреки; 8 — крутопадающее рудное месторождение; 9 — накопительная камера для промежуточного складирования хвостов обогащения
Окончательное проектное решение при- ных инвестиционных показателей вариан-нимают по результатам сравнения извест- тов.
Литература
1. Пирогов Г.Г. Методика выбора места размещения подземного обогатительного комплекса // Горный информ.-аналит. бюл. — 2000. — №3. — С. 31-32.
2. Пирогов Г.Г. Горная подготовка подземных обогатительных комплексов // Горный информ.-аналит. бюл. — 2001. — № 8 — С. 27-29.
3. Пирогов Г.Г. Структура и состав технологической схемы разработки рудных месторож-
дений на базе подземных горно-обогатительных комплексов // Горный информ.-аналит. бюл. — 2005.-№5.-С. 202-205.
4. Пирогов Г. Г. Типизация скальных рудных месторождений по условию освоения // Горный информ.-аналит. бюл. — 2000. — № 4, — С. 35-37.
5. Пирогов Г.Г. Приближение обогащения к подземной добыче руд // Горный информ.-аналит. бюл. — 2001. — №2,— С. 15-17.
6. Пирогов Г.Г. Повышение эффективности технологии подземной добычи скальных руд на основе тонкоизмельченных хвостов обогащения // Материалы Межрегиональной научно-техн. конф. - Чита: ФГУП ЗабНИИ, 2003. - С. 81.
7. Пирогов Г.Г. Обоснование рациональной структуры управления и параметров подземных горно-обогатительных комплексов // Материалы 5-й Всероссийской научно-практ. конф. — Чита: ЧитГУ, 2005. -Ч.1.-С. 54-58.
8. Пирогов Г. Г. Физико-экологические аспекты освоения рудных месторождений подземными ГОК // Доклады научно-практического семинара «Добыча золота. Проблемы и перспективы». -Хабаровск: ДВОРАН, 1997. — С. 145-151.
9. Патент РФ № 2338879, МПК Е 41/22, Е 21F 15/00. Пирогов Г.Г. Способ разработки рудныхместорождений // Заявка: 2007111109/03, 26.03.2007; опубл. 20.11.2008, Бюл. № 32.
10. Бызов В.Ф. Перспективы развития подземных горно-обогатительных комбинатов // Горный журнал. — 1992. — № 4, — С. 17-28.
Коротко об авторе________________________________________________Briefly about the author
Пирогов Г.Г., д-р техн. наук, профессор, Читинс- G. Pirogov, Doctor of Engineering Science, Professor, кий государственный университет (ЧитГУ) Chita State University
Служ. тел.: (3022) 32-29-25
Научные интересы: научное обоснование и со- Scientific interests: scientific substantiation and cre-здание новых технологий разработки рудных место- ation of new technologies of mining of ore deposits рождений
