Способ разработки сложноструктурных месторождений

2004

УДК 622.272

В.М. Лизункин, В.Е. Подопригора, В.В. Медведев,

Ю.Н. Галинов

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Семинар № 13

я повышение эффективности разработки

А Л. сложноструктурных месторождений представляло и представляет в настоящее время весьма сложную проблему. Особое место в решении этой проблемы занимает разработка рациональной технологии выемки запасов рудных тел мощных и средней мощности камерными системами с твердеющей закладкой.

На одном из месторождений Забайкалья, залежи которого относятся к третьей группе сложности, а вмещающие породы преимущественно неустойчивы и средней устойчивости, выемка подавляющей части (до 95 %) запасов рудных тел производится системой с нисходящей слоевой выемкой и твердеющей закладкой. Возможность применения этой весьма затратной и малопроизводительной системы, обеспечивающей при этом высокие показатели полноты и качества извлечения полезного ископаемого, ограничивается условиями с высоким содержанием полезного компонента. При уменьшении содержания ниже определенного уровня применение системы становится экономически нецелесообразным.

Снижение себестоимости добычи руды при отработке залежей мощных и средней мощности с относительно невысоким содержанием металла может быть достигнуто посредством внедрения высокопроизводительных и малозатратных систем разработки, к числу которых следует отнести классические варианты камерных систем с закладкой (в частности - систем подэтажных штреков и подэтажно-камерной) со скважинной отбойкой. Применение камерных систем, однако, сопровождается повышением уровня разубоживания, обусловленным для рассматриваемых нами условий негативными факторами, вызванными несколькими причинами. Во-первых: уровень конструктивного разубоживания повышается, что является вполне естественным при переходе со шпуровой на скважинную отбойку.

Второй фактор обусловлен наличием в контурах залежей породных прослоев, зачастую согласованных с углами падения рудных тел. Применяемая на предприятии практика очистных работ с расположением плоскостей вееров взрывных скважин в крест простирания залежи приводит к вовлечению породных прослоев в процесс очистной выемки, и, как следствие, к дополнительному снижению содержания полезного компонента в добытой рудной массе. Третий и наиболее существенный по значимости фактор - вторичное разубоживание отбитой рудной массы породами висячего бока, склонными к неконтролируемому обрушению в процессе развития очистных работ.

Таким образом, возможность широкого применения на предприятии высокопроизводительной технологии ведения очистных работ с применением камерных системам при отработке запасов мощных и средней мощности рудных тел (в том числе и с магазинированием) в указанных условиях сдерживается высоким ра-зубоживанием, величина которого достигает значений 40-50 %.

Уменьшить вероятности обрушения вмещающих пород со стороны висячего бока, являющегося в данной технологии основным источником засорения руды, можно принятием комплекса мер, включающих:

• применение камер с размерами, обеспечивающими высокую интенсивность очистной выемки и закладочных работ;

• переход на отработку камер в крест простирания залежи.

Предлагаемый вариант технологии ведения очистных работ, предусматривающий применение подэтажно-камерной системы разработки с твердеющей закладкой, изображен на рисунке. Отрезную щель оформляют под углом, равным углу падения рудного тела, а выемку запасов в камерах производят наклонными взрывными скважинами в крест простирания

залежи. Оформление отрезной щели и отбиваемых слоев согласно с элементами залегания рудного тела создает благоприятные условия для раздельной выемки руды и породных прослоев. При этом достигается необходимая устойчивость стенок как отрезной щели, так и отбиваемых слоев, а вероятность самообруше-ния массива снижается.

Практика подземных горных работ показывает, что погашение надштрековых (надорто-вых) целиков зачастую сопровождается высокими значениями потерь.

Конструктивные особенности предлагаемого варианта подэтажно-камерной системы позволят решить весьма актуальную проблему снижения уровня потерь при выемке целиков. Положительный эффект достигается за счет того, что надортовые целики вышележащего подэтажа, расположенные над отрабатываемой камерой, погашают одновременно с выемкой камерных запасов.

Интенсивная отработка запасов камер с небольшими размерами позволит существенно сократить время стояния пород висячего бока и, тем самым, снизить вероятность их обрушения. Предусмотренная предлагаемой технологией раздельная отбойка руды и прослоев уменьшит степень засорения добытой рудной массы породами прослоев. При этом, однако, не решается задача полного исключения вероятности обрушения вмещающих пород со стороны висячего бока.

Поставленная задача, на наш взгляд, может быть решена посредством оставления временного рудного целика у висячего бока залежи

Суть предлагаемого технического решения состоит в следующем.

После оформления отрезной щели формируют временный рудный целик под висячим боком камеры, причем его обнаженную плоскость ориентируют под наклоном, противоположным углу падения рудного тела, а наклон образующей плоскости оформляют под углом сдвижения массива. Временный рудный целик, поддерживающий массив пород лежачего бока в течение всего периода выемки камерных запасов, обрушают в последнюю очередь.

Технико-экономическими расчетами подтверждена возможность снижения разубожи-вания при использовании предлагаемой технологии до 9-12 %.

Подэтажно-камерная система разработки с твердеющей закладкой: 1 - откаточный штрек; 2 - подэ-тажные штреки; 3, 11 - вентиляционно-ходовой и закладочный восстающие; 4 - материальный восстающий; 5, 6 - рудо- и породоспуски; 7 - изолирующие перемычки; 8 - временный рудный целик; 9 - буро-доставочные орты; 10 - доставочные орты; 11 - твердеющая закладка

Погашение выработанного пространства на предприятии производят твердеющей закладкой, доля затрат на которую в общей себестоимости добычи составляет 30-40 %, причем почти 80 % затрат в себестоимости закладочных работ приходится на материалы, по которым составляющая по вяжущим компонентам доходит до 55 % [2].

Одним из способов снижения затрат применительно к камерно-целиковым системам разра-

ботки перспективным может быть использование твердеющей закладки, где в качестве одного из заполнителей используется порода от проходки выработок или очистной выемки. Формирование такого массива производится так называемым полураздельным способом. Искусственный массив, возводимый полураздельным способом, должен обладать определенными прочностными и компрессионными свойствами. При этом качество массива зависит от множества факторов, в том числе - от технологии его возведения, расхода вяжущего и т.д.

Наиболее распространенным способом полу-раздельного формирования закладочного массива является заполнение выработанного пространства (частями) дробленой породой и последующей подачей на нее или инъекцией твердеющего (вяжущего) раствора. Недостатком такого способа возведения породо-бетон-ного массива является невысокая его устойчивость и прочность из-за низкой проницаемости раствора в породу, которая, как показывает практика, составляет в среднем значения 0,5-0,7, не превышая 1,5-2 м. Фи-зико-механи-ческие характеристики искусственного массива ухудшаются также вследствие неплотной и неравномерного распределения породных кусков при их сегрегации во время перемещения породы в выработанном пространстве. Недостатком способа, кроме того, является необходимость предварительного дробления породы. По нашему мнению более эффективным является обратный порядок подачи компонентов породо-

1. Лизункин В.М., Подопригора В.Е., Овсейчук В.А. Способ разработки сложноструктурных месторождений.

- Положит. решение от 17.04.2003 г. по заявке № 2002 104624/03 (004728).

2. Коновалов А.П., Аршавский В.В., Хуцишвили В.И., Сорокина Л.Н., Анфиногеев С.В. Закладочные работы на

бетонной закладки. Вначале камеру послойно заполняют литой твердеющей смесью, в которую до начала ее твердения добавляют соответствующими порциями породу. Процесс повторяют до момента заполнения закладкой выработанного пространства.

Применение такого способа полураздельной закладки позволяет сформировать более прочный и устойчивый искусственный массив, так как при этом происходит перемешивание и обволакивание породных кусков вяжущим раствором. Кроме того, образуется более плотная структура такого массива за счет различной скорости (и времени) движения неодинаковых по размеру кусков породы в растворе твердеющей смеси и периодических динамических воздействий на него сбрасываемой в камеру породой. Расчетами установлено, что применение разнопрочной породобетонной закладки позволит не менее чем на 4050 % уменьшить стоимость закладочных работ за счет снижения расходов на твердеющую закладку и исключения транспортирования породы на поверхность.

Расчетным путем установлено, что конечном итоге отработка на рассматриваемом предприятии бедных и средней ценности руд высокопроизводительными и малозатратными камерно-целиковыми системами с применением предлагаемых технологических решений из разряда нерациональных по экономическим соображениям перейдет в ранг рентабельных [3].

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

подземных рудниках и перспективы их совершенствования// Горн. журнал. - 2001.-№7. - С.3-7 (приложение).

3. Лизункин ВМ., Подопригора В.Е., Медведев В.В., Овсейчук ВА., Галинов Ю.Н. Совершенствование подэтажных систем со скважиной отбойкой при отработке месторождений Стрельцовской группы / Отчет о НИР № 554/10-05/772.

- Чита: ЧитГТУ, 2000. -100 с.

— Коротко об авторах ----------------------------------------------------------------------------------

Лизункин В.М. - доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой подземной разработки месторождений полезных ископаемых Читинского государственного университета.

Подопригора В.Е. - горный инженер, доцент кафедры подземной разработки месторождений полезных ископаемых Читинского государственного университета.

Медведев В.В. - горный инженер, доцент кафедры подземной разработки месторождений полезных ископаемых Читинского государственного университета.

Галинов Ю.Н. - кандидат технических наук, директор по производству ОАО «Приаргунское производственное горно-химическое объединение»._________________________________________________________________