Горно-технические особенности разработки рудной залежи
Условно залежь «Новый Сибай» разделена на три рудные зоны: Восточную, Центральную и Западную. В настоящее время Восточная и Центральная зоны отработаны карьером, поэтому в данной работе приводится характеристика только Западной зоны [1].
Рудная зона прослежена по простиранию на 650 м – от профиля 22 до профиля 30. Наибольшая глубина подсечения составляет 620 м (скважина 421 в профиле № 27), предполагаемая глубина выклинки 700м.
Форма рудного тела приближается к правильной линзе. Отступлением от правильной формы в продольной проекции является южный выступ на горизонтах 420-480 м в профилях 29 и 30. На горизонте 300 м в профиле 27 наблюдается резкий пережим рудной зоны с появлением внутри его брекчиевидных руд и пустых пород.
Наибольшей мощности западная рудная зона достигает в профилях
24-26.
Физико-механические свойства руд и пород отмечаются непостоянством. Текстура руд залежи Новый Сибай в висячем боку колломорфная, в средней части – ноздреватая, пористая, в лежачем боку – брекчиевидная. Структура руд в средней части залежи средне- и крупнозернистая, в краевых частях – тонко- и мелкозернистая.
По периферии залежь сложена устойчивыми рудами в центральной части залежи – слабосцементированными колчеданами с малой крепостью и устойчивостью. Контакты рудной залежи с вмещающими породами, как правило, резкие. Мощность ореола вкрапленных руд в зоне контакта не превышает 2-5м. Около рудного тела наблюдается серитизация вмещающих пород до 5-10м. В лежачем боку залежи отмечается карбонитизация и хлоротизация пород.
|
|
|
Лабораторией по борьбе с эндогенными рудничными пожарами института «Унипромедь» дано заключение о потенциальной пожароопасности и склонности к самовозгоранию руд Сибайского месторождения. Руды медные, медно-цинковые по химической активности относятся ко второму классу склонных к окислению и самовозгоранию. Тем не менее, за долгие годы работы карьера и подземного рудника на месторождении возникновения самовозгоранию руд не было.
Согласно заключению лаборатории горных ударов института «Унипромедь» Сибайское месторождение в пределах промышленного оруденения является неудароопасным. Во время ведения горных работ, в частности на Нижней залежи, динамических проявлений горного давления не зафиксировано.
Средняя плотность руды составляет 3,85 м3/т, плотность пород 2,6-2,8 м3/т. Коэффициент крепости руды по Протодьяконову колеблется от 6-8 (вкрапленные руды) до 9-17 (сплошные руды). Средний коэффициент разрыхления 1,5.
Согласно классификации способов комбинированной геотехнологии, приведенной в работе [40], отработку залежи Новый Сибай можно отнести к последовательной открыто-подземной разработке. В настоящее время открытые горные работы на Сибайском карьере практически завершены.
|
|
|
Выбор и обоснование систем разработки
В техническом проекте «Доработка Сибайского месторождения подземным способом» [3] было предусмотрено применение систем разработки с твердеющей закладкой. Но за последние годы резко возросли цены на материалы и энергию. В результате себестоимость добычи руды увеличилась в несколько раз, что резко снижает эффективность отработки месторождения. В следующем проекте «Доработка Сибайского месторождения подземным способом (дополнение к проекту)», разработанному ОАО «Унипромедь» [10] с целью снижения себестоимости добычи руды и повышения рентабельности работы рудника рассматривается уже применение систем разработки с обрушением вмещающих пород и последующим заиливанием отработанного пространства при использование переносного оборудования.
В разработанном в 2006 г. «Технико-экономическом обосновании постоянных разведочных кондиций на совместную отработку Нижней и Ново-Сибайской залежей Сибайского месторождения медно-колчеданных руд» [41] отмечается, что в связи с невысоким содержанием полезных компонентов и резким ростом цен на материалы и оборудование отработка участка «Новый Сибай» системами с твердеющей закладкой экономически нерентабельна. С целью снижения себестоимости добычи руды и повышения рентабельности работы рудника в ТЭО кондиций предусмотрено применение систем разработки с обрушением вмещающих пород при использовании самоходной техники для отработки участка Новый Сибай.
|
|
|
В задании на разработку технологического регламента «Доработка Сибайского месторождения подземным способом» на участке «Новый Сибай» техническое руководство Сибайского филиала ОАО «УчГОК» поставило задачу разработать технологию подземной отработки с применением самоходной техники и систему разработки с обрушением вмещающих пород (Приложение № 2).
Позднее (Протокол от 05.12.2007г.) техническое совещание по рассмотрению выполнения технологического регламента для разработки проекта «Доработке Сибайского месторождения подземным способом на участке «Новый Сибай» (см. Приложение № 3) решило:
1. Для доработки основных запасов месторождения принять систему разработки подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды с высотой подэтажа 20 м.
|
|
|
2. Предусмотреть в начальный период доработки месторождения использование выемки части прибортовых запасов на южном и северном участках карьера открытыми камерами (прирезками) из подземных выработок без обрушения бортов карьера.
Из представленных документов следует, что техническое руководство Сибайского филиала ОАО «Учалинский ГОК» приняло однозначное и окончательное решение – доработку основных запасов Ново-Сибайской залежи производить с обрушением вмещающих пород.
На основании изучения минералогического и химического состава руд, данных низкотемпературного окисления, термографического и дифференциально-термического анализа, геологического строения и пространственного распределения руд по горизонтам институтом «Унипромедь» было сделано заключение – руды Сибайского месторождения по степени склонности к самовозгоранию, отнесены ко второму классу – умеренно склонные к самовозгоранию, а в целом месторождение по степени пожароопасности отнесено ко II типу – пожароопасное
[3, 10, 11]. Согласно «Инструкции…» [11] при отработке руд отнесенных к II классу, в зависимости от горно-техничесих условий, допускается применение систем разработки:
- с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями;
- с обрушением вмещающих пород и последующим профилактическим заиливанием выработанного пространства.
Поэтому Ново-Сибайскую залежь, возможно, отрабатывать системами разработки с твердеющей закладкой или системами разработки с обрушением вмещающих пород и профилактическим заиливанием.
Практикой отработки медно-колчеданных месторождений Урала доказано, что окислительные процессы, достигающие стадии эндогенных пожаров в процессе ведения очистных работ не зависят от того, ведутся ли они системами закладкой или с профилактическим заиливанием, то есть могут возникнуть при любой системе разработки, допускающей временное оставление отбитой руды в очистном забое [12].
Поэтому в любом случае требуется разработка мероприятий по предупреждению эндогенных пожаров. К ним относятся выбор системы разработки и комплекса противопожарных профилактических мероприятий по предупреждению эндогенных пожаров [11, 12].
Проанализировав существующую техническую документацию и технологию очистной выемки руды на рудниках Урала, а также проведенные ранее научно-исследовательские работы [3, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17] по отработке Сибайского месторождения подземным способам, авторы данного «Технологического регламента…» пришли к выводу о возможности отработки Ново-Сибайской залежи системами с обрушением вмещающих пород без профилактического заиливания с разработкой дополнительного комплекса противопожарных профилактических мероприятий по предупреждению эндогенных пожаров.
1. Дополнительные меры по профилактике пожарной безопасности при применение систем разработки с обрушениями вмещающих пород [11]:
- полевая подготовка рудного тела;
- обособленное проветривание рудного тела в целом и каждой выемочной единицы в нём;
- изоляция отработанной выемочной единицы и рудного тела (в блоке, панели, подэтаже) в целом от действующих выработок;
- ликвидация образовавшихся пустот над отбитой рудой путем искусственной посадки висячего бока;
2. Отработка рудной залежи производится без профилактического заиливания, но с постоянным газо-температурным контролем с начала отработки рудной залежи (выемочной единицы) и заканчивается не менее чем через полгода после окончания отработки [11, 12].
3.Контроль за развитием окислительных процессов при ведение очистных работ [11].
Для решения этой задачи на руднике должно быть организованно систематическое наблюдение за развитием окислительных процессов. Контроль включает в себя отбор и анализ газовых проб, замеры температуры в выработках выпуска руды и других выработках, пройденных в границах выемочной единицы, замеры температуры и кислотности воды.
Отказ от профилактического заиливания допускается при условии нормального газо-температурного режима в отрабатываемых блоках, что не противоречит «Инструкции…»[11].
Настоящим «Технологическим регламентом…» исходя из горно-геологических условий залегания рудной залежи и ее горно-технических особенностей предусматривается применять систему подэтажного обрушения с торцовым выпуском, с высотой подэтажа – 20м в качестве основной системы разработки (см. Приложение № 3).
Этот вариант системы разработки, предусматривающий применение высокопроизводительной самоходной погрузочно-доставочной техники позволяет:
-уменьшить объемы подготовительно-нарезных работ;
-применение на отгрузке руды высокопроизводительной техники повысит интенсивность выпуска руды и позволит уменьшить время отработки выемочной единицы.
В устойчивых рудах (на флангах рудной залежи) возможно использование варианта системы подэтажного обрушения с двустадийным порядком отработки блоков (блоковое обрушение). Объем применения данного варианта системы подэтажного обрушения (по горно-техническим параметрам) незначителен, и рассматривается в качестве альтернативного варианта, хотя применение его позволит снизить потери руды при отработке блока.
В первые годы подземной доработки месторождения отработку прибортовых запасов на южном и северном участках карьера рекомендуется производить открытыми камерами (прирезками) с выходом очистного пространства в карьер без обрушения бортов карьера. Это обусловлено тем, что в этот период отработки запасов необходимо сохранять действующий транспортный съезд в карьере, по которому будет производиться спуск самоходного оборудования в подземные выработки и др.
Геомеханическое обоснование выемки части прибортовых запасов открытыми камерами (прирезками) без нарушения существующего карьерного съезда приведено в Разделе № 4 данного «Технологического регламента…»
Данный вариант системы разработки и технология отработки части прибортовых запасов в настоящее время проходит опытно-промышленные испытания. После проведения отработки опытной камеры конструктивное оформление системы разработки, параметры и технология очистной выемки будут откорректированы [42, 43, 44].
5.2.1 Выемка прибортовых запасов руды открытыми
камерами (прирезками)
Для отработки части прибортовых запасов предусмотрено применить выемку руды открытыми в карьер камерами (прирезками) в сплошном порядке от контура карьера на массив. По вертикали отработка подэтажей производится сверху вниз. Отработка этих запасов не должна нарушить устойчивость бортов карьера
Сущность системы разработки и основные конструктивные элементы показаны на рисунке 5.1. [42,43,44]
Параметры камер:
- средняя ширина – 10–15 м;
- длина камер – до 50–60 м;
- средняя высота камер – 20–30 м:
- угол наклона боковой стенки – 55-60о.
Система разработки включает в себя следующие конструктивные
элементы:
- погрузочные заезды в камеру;
- буровой штрек (орт);
- выработки для создания отрезной щели;
- отрезной восстающий.
Подготовка доставочных горизонтов заключается в проведении доставочных штреков (ортов) параллельно борту карьера. Из доставочных выработок проходятся погрузочные заезды до границы камеры. По границе камеры с рудным массивом параллельно борту карьера проходится буровой штрек (орт). Ширина камер –10–15 м.
Один из центральных погрузочных заездов проходится до границы с контуром карьера, и будет служить для формирования отрезной щели.
Очистные работы в камере начинаются с оформления отрезной щели. Отрезной восстающий проходится от сопряжения бурового штрека (орта) с буровой выработкой, из которой будут бурить скважины для создания отрезной щели. Отрезной восстающий проходится вертикально вверх или наклонно по границе с рудной стенкой камеры. Этот вариант создания отрезной щели требуют проведения дополнительной сбойки, соединяющей буровой штрек(орт) с концом отрезной выработки для обеспечения возможности заряжания и взрывания скважин при создании отрезной щели.
Возможен вариант создания отрезной щели путем постадийной отбойки восходящих скважин, пробуренных из отрезной выработки, на выработанное пространство карьера. В этом случае не требуется проходить отрезной восстающий. Использовать эту схему целесообразно при условии зачистки руды, отброшенной взрывами в карьер, с помощью экскаватора с погрузкой в подземные автосамосвалы МоАЗ-74051..
Бурение скважин диаметром 110 мм для создания отрезной щели производится буровым станком типа НКР-100М. Параметры БВР: расстояние между скважинами a = 1,5 м; линия наименьшего сопротивления W = 1,5 м. Для снижения сейсмического воздействия взрывных работ при разделке отрезной щели следует взрывать не более двух скважинных зарядов на одну ступень замедления.
Обуривание основного массива камеры производится из бурового штрека (орта) восходящими веерами скважин буровым станком НКР-100М (диаметр скважин 110 мм) или самоходным буровым станком типа СОЛО 7-10С (диаметр скважин 89 мм). Ориентировочные параметры БВР при отбойке скважинами диаметром 110 мм: а = 2,5 м, W = 2,5 м; при отбойке скважинами диаметром 89 мм:
а = 2,2 м, W = 1,8 м, Ксб = 1,2.
При организации отбойки рудной массы предусмотрено взрывание одного веера за один массовый (технологический) взрыв. При необходимости допускается за один массовый взрыв отбойка не более двух вееров скважинных зарядов. В этом случае интервал замедления между взрыванием вееров следует выбирать не менее 35 м.сек.
Для предотвращения разлета кусков отбитой рудной массы по выработанному пространству карьера рекомендуется оставлять неразбуренную рудную корку. Ее толщина должна составлять не менее 2,0–3,0 м для скважин диаметром 89…110 мм. Целесообразно также внутри веерное замедление, предусматривающее взрывание на одну ступень замедления двух–трех скважинных зарядов с опережением зарядов, примыкающих к наклонной рудной стенке открытой камеры (прирезки).
Подробный расчет параметров БВР и оценка сейсмического действия взрывных работ на горные выработки приведены в разделе 7.
Выпуск руды из открытых камер и доставку руды до рудоспусков предусмотрено осуществлять через погрузочные заезды самоходными ПДМ типа ТОРО-400Д (ТОРО-301Д). При большом расстоянии доставки (свыше 200-250 м) ПДМ перегружают руду в автосамосвалы МоАЗ-74051.
Днище камеры в конструктивном исполнении может быть плоским или траншейным. Для снижения потерь отбитой руды и повышения безопасности работы ПДМ рекомендуется траншейное днище.
В режиме ручного управления ПДМ допускается заезд в камеру не более чем длину ковша. Для снижения потерь отбитой руды на почве камер целесообразно использовать ПДМ, оборудованные дистанционным управлением.
Расчет потерь и разубоживания при выемке прибортовых запасов открытыми в карьер камерами приведен в разделе 8.
Проветривание погрузочных заездов длиной более 10 м производится вентиляторами местного проветривания. Для снижения аэродинамических связей с выработанным пространством карьера, при выпуске руды из камер в погрузочных заездах целесообразно оставлять «подушку» из отбитой руды. После окончательного выпуска руды из камеры в погрузочных заездах, имеющих связь с карьером, следует установить глухие перемычки.
Основные показатели по выемке прибортовых запасов открытыми камерами (прирезками):
Объем подготовительно-нарезных работ на 1000 т, м3 39,0
Месячная производительность по камере, тыс. т 10–15
Потери, % 8,6
Разубоживание, % 8,0
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1478; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!