CC BY
33
СЕМИНАР 16 '
ДОКЛАД : НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ; ГОРНЯК
МОСКВА, МГГУ, 31 января - 4 февраля 2000 года
^.А.Н. Петров, 2000
УДК 622.272 .....
А.Н. Петров
ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ НЕБОЛЬШИХ ПО ЗАПАСАМ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СЕВЕРА
Ч|
О чи золота является ускоренное промышленное освоение небольших по запасам рудных месторождений, характеризующихся высокими содержаниями полезного ископаемого и простыми по составу технологическими рудами.
Выявленные на территории Якутии небольшие по запасам рудные месторождения представлены, в основном, тонкими и малой мощности рудными телами со сложной морфологией, резко меняющимися углами падения и крайне неравномерным распределением полезного ископаемого. К ним относятся, в частности, месторождения золота, так называемого «дуэтского» типа, представленные кварцевыми жилами малосульфидной формации. По сложности геологического строения для целей разведки рудные тела относятся к 3-4 группам по классификации ГКЗ. Запасы разведываются по категориям С2 и С1.
При отработке этих месторождений подземным способом применяются, в основном, две системы разработки - с магазинированием руды для крутопадающих и сплошная для пологих рудных тел. Системы разработки характеризуются конструктивной простотой и позволяют использовать при подготовке и нарезке однотипное с очистными работами оборудование. Однако, при разработке тонких жил со сложными условиями залегания эти системы отличаются низкой производительностью, высокой трудоемкостью работ, а также невысокими показателями извлечения.
Ниже приведены некоторые результаты НИР по совершенствованию подземной разработки небольших по запасам рудных месторождений Якутии.
Основным отличием жил «дуэтско-го» типа от других известных типов
ния технологии добычи, является сложность элементов залегания. Влияние всех особенностей морфологии на процесс добычи руды неоднозначно. Наиболее значительное влияние оказывает изменение угла падения рудного тела в пределах этажа. Наличие внутри очистного блока двух или более участков с различными углами падения приводит к необходимости отрабатывать блок различными системами разработки с нарезкой дополнительных доставочных горизонтов.
С целью обоснования эффективной технологии и выбора рациональных параметров разработки, были проведены исследования по адаптации наиболее эффективных на Северо-Востоке страны систем и технологических схем к специфическим условиям отработки небольших по запасам золоторудных месторождений Якутии.
В результате систематизации опыта отработки месторождений «дуэтского» типа и данных геологоразведки, по изменению угла падения в пределах этажа выделено семь основных типов залегания участков жил.
Для каждого из выделенных типов, в ходе проведенных аналитических исследований и опытно-промышленных работ были определены наиболее эффективные технологические схемы и обоснованы их рациональные параметры.
Так, для отработки крутопадающих участков предусмотрен вариант системы разработки с магазинированием руды с мелкошпуровой отбойкой, выпуском руды на плоское днище и доставкой самоходными ПДМ. При необходимости, также предусмотрена доставка руды в блоковый рудоспуск скреперованием по поверхности магазина (в случае мелко-
складчатого строения жилы и отработки апофиз).
Для пологозалегающих участков предусмотрен вариант сплошной системы разработки с выемкой по восстанию, с мелкошпуровой отбойкой, внутриблоковой скреперной доставкой до блокового рудоспуска и дальнейшей доставкой руды по доставоч-ному штреку самоходными ПДМ.
Для участков с резкими изменениями угла падения жилы в пределах этажа разработаны различные варианты сочетания обеих систем разработок в пределах одного очистного блока (комбинированная система разработки), позволяющие отрабатывать блок без разделения на подэтажи и оставления внутри-блоковых целиков.
При отработке сложных участков комбинированной системой разработки будет образовываться выработанное пространство сложной конфигурации, повторяющее залегание отрабатываемого участка. Общепринятые методы определения параметров обнажений при отработке рудных месторождений предназначены для расчетов камер прямоугольной формы. В связи с этим была проведена оценка напряженно-деформированного состояния пород вокруг выработанного пространства неправильной формы и разработана методика определения допустимых пролетов обнажений. Результаты расчетов показали, что растягивающие и сжимающие напряжения, возникающие вокруг выработанного пространства неправильной формы, на порядок меньше длительных пределов прочности многолетнемерзлых пород. Методика определения допустимой площади обнажения основана на методе аналогий и учитывает глубину разработки, угол падения рудного тела, уклон рельефа и температуру пород.
Основным источником разубожива-ния руды при отбойке жильных месторождений является прихват вмещающих пород. Значительно возрастает ра-зубоживание при отбойке тонких жил когда выемочная мощность ограничивается требованиями удобства и безопасности работ. С целью изучения влияния содержания металла в балансовой руде и величины прихвата вмещающих пород на экономическую эффективность добычи металла, с учетом особенностей отработки месторождений данного типа была разработана методика и составлена программа для расчетов на ЭВМ величины ожидаемой прибыли. Методика позволяет рассчитывать ряд выемочных
I
I
мощностей для конкретного очистного блока, соответствующие уровни разубо-живания руды при добыче и соответственно прибыль предприятия. В расчетах учитывается снижение качества руды при перевалке, хранении и погрузке руды на поверхности, транспортировке руды и хранении ее в рудном отвале обогатительной фабрики, что имеет важное значение в условиях отработки небольших месторождений с временным поверхностным комплексом, расположенных на значительном удалении от обогатительной фабрики.
Разработанные технологические схемы и методики определения их параметров прошли успешную апробацию и применялись при отработке месторождений «Оночалах» и «Дуэт».
Рассматриваемые месторождения расположены в местностях с гористым рельефом и в отработку вовлекаются, как правило, запасы расположенные выше уровня долины. Вскрытие осуществляется штольнями или наклонными стволами. Все отрабатываемые рудные тела имеют выход на поверхность под наносы и разведываются с поверхности канавами и траншеями. В этих условиях представляется возможным применить при отработке подэтажную выемку с проведением подэтажных выработок непосредственно с поверхности, со склона горы. С целью обоснования возможности подэтажной выемки были проведены исследования зависимости
потерь и разубоживания от глубины отбойки (высоты подэтажного целика) для месторождений «дуэтского» типа.
В результате технико-
экономических расчетов установлено, что для условий этих месторождений высота подэтажного целика должна составлять не более 5 м. Разработано техническое решение вскрытия и отработки жил подэтажными штольнями с использованием комплексов самоходного оборудования. При предлагаемой схеме отработки отпадает необходимость проведения наклонных или спиральных съездов, заездов на подэтажи и их сопряжений. Подэтажными штольнями одновременно осуществляется вскрытие, до-разведка жилы, подготовка подэтажа и из них же производится очистная выемка полезного ископаемого. Кроме того при проведении подэтажных штолен по жиле, в зависимости от высоты подэтажа, попутно может быть добыто до 30 % запасов руды отрабатываемого блока. Также значительно сокращаются сроки подготовки и отработки месторождения.
Отработка запасов расположенных ниже уровня долины связана с необходимостью вскрытия рудного тела стволами, что требует значительных материальных и трудовых затрат. Вскрытие вертикальными стволами с оборудованием механизированного подъема и строительством комплекса надшахтных сооружений в условиях неразвитой инфраструктуры, удаленности месторож-
дений, небольших запасов руды и малой мощности добывающего предприятия экономически невыгодно. Обычно вскрытие осуществляется на небольшую глубину, наклонными стволами с применением скреперного (до 300) или конвейерного (до 180) подъема. Вскрытие спиральными съездами под самоходную технику (с углом наклона 8-120) сопровождается большим объемом горнокапитальных работ и поэтому применяется редко.
С целью повышения эффективности выемки запасов расположенных ниже уровня долины предлагается комбинированная схема отработки небольших по запасам месторождений. Суть предлагаемой схемы заключается в том, что часть месторождения расположенная под наиболее низким участком долины отрабатывается открытым способом, после чего с борта отработанного карьера производится вскрытие остальной части месторождения штольнями или наклонными стволами (съездами). При этом глубина карьера регламентируется как экономическими показателями, так и экологической нагрузкой оказываемой открытыми горными работами на северную природу. Подземная разработка ведется вышеуказанными системами в направлении от флангов к карьеру.
По предложенной схеме, в настоящее время, производится опытнопромышленная отработка месторождения «Малтан».
Петров А.Н. - Якутский государственный университет
