Вариант системы подэтажного обрушения с одновременным выпуском руды из подэтажей Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

СЕМИНАР 15

ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 2001” М0СКВА,яМГГУ,я29яянваряя-я2яфевраляя2001я-.

© Ю.А. Рыжков, И.А. Ермакова, Т.С. Нургалиев, 2001

YAK 622.272

Ю.А. Рыжков, И.А. Ермакова, Т.С. Нургалиев

ВАРИАНТ СИСТЕМЫ ПОАЭТАЖНОГО ОБРУШЕНИЯ С ОАНОВРЕМЕННЫМ ВЫПУСКОМ РУАЫ ИЗ ПОАЭТАЖЕЙ

В последние годы Салаирский рудник, так же, как и многие другие горнодобывающие

предприятия, испытывает

серьезные трудности в своей деятельности. Начиная с 1993 года годовой объем добычи и переработки руды сократился с 1 млн т до 300 тыс. т в 1999 году. В связи с недостатком оборотных средств и удорожанием сократились поставки лесных и взрывчатых материалов, бурового и доставоч-ного оборудования, транспортных средств. Существующее на руднике оборудование практически не обновлялось, устарело не только морально, но физически (износ составляет 80-90 %). По сравнению с 1990 годом объемы горнопроходческих работ снизились на 2/3, горно-нарезных - примерно в 2 раза, значительно отстали горно-разве-дочные работы.

Результатом экономического падения Салаирского свинцово-цинкового рудника и, в целом, Салаирского ГОКа стало финансовое банкротство. В связи с этим, на комбинате в 1998 году введено арбитражное управление, перед которым стоит задача выхода из кризиса и создания современного прибыльного предприятия.

Важным направлением решения поставленной задачи является совершенствование

применяемой на руднике системы разработки для уменьшения затрат на добычу руды. В настоящее время отработка запасов ведется системой по-дэтажного обрушения. Этаж высотой 80 м делится на 2-3 подэтажа. Отбойка руды в подэтажах - послойная, восходящими веерами скважин. На каждом подэтаже производится площадной выпуск отбитой руды через воронки-дучки скреперными лебедками. Применяемая система разработки характеризуется большим объемом горно-

подготовительных выработок (рис. 1).

Для его уменьшения на руднике рассматривается внедрение варианта системы разработки с подэтажной отбойкой и этажным выпуском руды. По такому варианту планируется производить одновременную отработку запасов на двух подэтажах. На промежуточном подэтаже проводятся только буровые выработки, производится одновременная послойная отбойка руды в обоих подэтажах и выпуск ее на нижнем подэтаже (этаже).

Однако, механическое увеличение высоты слоя отбиваемой руды неизбежно приведет к ухудшению показателей извлечения: увеличению

потерь и разубоживания. После отбойки слой отбитой руды в сечении имеет форму

прямоугольника. После того, как руда начнет поступать в доставочную выработку,

вдоль стенки массива формируется поток, в пределах которого происходит движение частиц. Параметры потока зависят от свойств руды, в основном от крупности частиц и коэффициента разрыхления, однако, в любом случае ширина потока увеличивается с высотой. Поэтому, если ширина слоя превосходит параметры потока, то это приводит к повышенным потерям. И наоборот, если граница потока значительно выходит за контур отбитого слоя, то выпуск сопровождается повышенным разубоживанием. В связи с тем, что поток с высотой расширяется, то трудно исключить потери и разубо-живание, так как в нижней части отбитого слоя неизбежно возникает зона потерь, а в верхней части - зона разубо-живания. При увеличении высоты отбиваемого слоя площадь (в сечении) зон потерь и разубоживания также увеличивается.

Необходимо также отметить, что увеличение потерь при таком способе выпуска может произойти из-за внедрения в поток пустых пород со стороны бокового контакта руды и породы. Тогда порода может «пережать» поток руды, и отбитая руда верхней части слоя останется не извлеченной. Причиной этого является недостаточно качественная отбойка руды в зажиме, из-за чего руда может иметь неоднородный гранулометрический состав по высоте и ширине слоя и более низкий коэффициент разрыхления, чем порода. Это приводит к зависанию руды в потоке и внедрению в него пустых пород [1, 2].

Предварительные лабораторные эксперименты показали, что этого можно избежать. Для этого руда в нижнем подэтаже отбивается с опереже-

нием на 1-2 веера скважин (3-5 м) по сравнению с верхним подэтажом (рис. 2). При этом формируется фронт забоя с нависающим уступом. Отбойку проводят одновременно слоями равной толщины в каждом подэтаже, используя образующееся подконсольное пространство для неполной компенсации. Очередность отбойки и выпуска слоев 1-3 показана на рисунке.

При выпуске руды поток расширяется от выпускного отверстия вверх вдоль стенки массива нижнего подэтажа. Затем поток огибает уступ, на уровне которого формируется условное выпускное отверстие. Диаметр условного выпускного отверстия Оусл при формировании огибающего потока определяется крупностью руды и составляет:

0усл=4 d - для руды одно-

Рис. 1. Система подэтажного обрушения на Салаирском руднике

родной крупности d и

Dусл=6dсрвз - для руды с непрерывным гранулометрическим составом, где dсрвз -средневзвешенный размер куска [3].

При этом под уступом образуется подконсольное пространство, с углом наклона, равным углу естественного откоса отбитой руды у. Далее поток вновь незначительно расширяется вдоль стенки массива верхнего подэтажа.

Одновременно с выпуском отбитой руды, из буровых выработок производят обурива-ние массива скважинами, а по окончании выпуска - отбойку следующего слоя, и так далее.

В перспективе возможна одновременная отработка трех подэтажей с формированием двух уступов.

Предлагаемый вариант по-дэтажного обрушения с одновременным выпуском руды из подэтажей и формированием фронта забоя в виде нависающих уступов обеспечивает следующие преимущества по сравнению с традиционным. Во-первых, происходит увеличение высоты отбиваемого слоя руды без увеличения потерь и разубоживания. Как уже указывалось, у нижней части каждого уступа поток имеет известную ширину. Так как высота подэтажа остается неизменной (не более 20 м), то расширение потока вдоль стенок массива незначительно, а сама форма потока, огибающего уступ, максимально приближена к контуру отбиваемого слоя. Таким образом, в рассматриваемом варианте высота слоя увеличивается, при этом на промежуточных горизонтах выпуск руды не производится, в связи с этим происходит сокращение затрат на подготовительно-

JTJTf

'II Ji i и и

_ ЙГ/Г/Г/ tci'li ±i Xi U II d

^------

Рис. 2. Вариант системы разработки с подэтажной отбойкой и одновременным выпуском руды из подэтажей

нарезные и погрузочно-доста-вочные работы.

Наличие нависающих уступов оказывает положительное значение при отбойке руды: увеличивается разрыхленность руды и уменьшается возможность проникновения породы в момент взрыва в щель между отбитой рудой и стенкой массива. Также исключается раннее внедрение пустых пород со стороны отработанного пространства, что улучшает показатели извлечения.

Таким образом, развитие производства на Салаирском руднике неизбежно связано с поиском и внедрением новых научных и технологических решений.

-----СПИСОК ЛИТЕРА-

ТУРЫ

1. Именитов В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений. -М.: Недра, 1984.- 504 с.

2. Стажевский С.Б. Об особенностях течения раздробленных горных пород при добыче руд с по-дэтажным обрушением // Физико-техн. проблемы

разраб. полез. ископаемых. - 1996. - № 5. - С. 7289.

3. Рыжков Ю.А., Ермакова И.А. Истечение сыпучих материалов с огибанием препятствий // Фи-зико-техн. проблемы разраб. полез. ископаемых . - 1997. - № 4. - С. 26-32.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

-Q

Рыжков Ю.А, Ермакова H.A., Нургалиев Т. С. - Кузбасский государственный технический университет.