Опыт отбойки разрезного блока на Восточном участке Таштагольского месторождения

винском месторождении в объеме 5 млн т/год на длительную перспективу. Для предотвращения спада производства в 2029-2038 гг. необходимо начать отработку подкарьерных запасов до окончания работ в карьере. Как видно из рис. 2 очистные работы в подкарьерной части месторождения следует начать в 2020 г. Это предусмотрено графиком строительства подземного рудника, который позволяет уже к 2021 году производить выдачу подземной руды на поверхность через основные вскрывающие выработки. При этом отработка руды на карьере может быть продлена до 2036 г с некоторым снижением объемов добычи до 2 млн т/год, на-

чиная с 2028 года. Использование варианта системы разработки с открытым очистным пространством с подэтажной отбойкой и траншейным выпуском руды позволит начать отработку подкарьерных запасов до окончания работ в карьере. Предложенная стратегия предусматривает достижение производительности рудника 5.0 млн т/год к 2014 году с удержанием ее на длительный период времени. На основании проведенных исследований разработан регламент, который принят институтом «Ги-проруда» для составления проекта «Реконструкции Коашвинского рудника» с производственной мощностью 5.0 млн т/год.

— Коротко об авторах —

Демидов Ю.В. - доктор технических наук, Леонтьев A.A. - кандидат технических наук, Горный институт КНЦ РАН,

Кравцов A.B. - горный инженер ыжков А.Н. - горный инженер,

ОАО «Апатит»

------------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ

ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ

Автор Название работы Специальность Ученая степень

ОАО НПО «БУРЕНИЕ»

ГРИНЬКО Юрий Вячеславович Разработка комплексных реагентов-компаундов для цементирования продуктивных пластов 25.00.15 к.т.н.

© А.А. Еременко, В. М. Серяков, В. А. Еременко, А.В. Пестерев,

И.Л. Громова, В.А. Штирц,

2005

УДК 622.831

А.А. Еременко, В.М. Серяков, В.А. Еременко, A.B. Пестерев, И.Л. Громова, В.А. Штирц

ОПЫТ ОТБОЙКИ РАЗРЕЗНОГО БЛОКА НА ВОСТОЧНОМ УЧАСТКЕ ТАШТАГОЛЬСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Семинар № 13

А лтае-Саянский регион — важная же-.¿л. лезорудная база Сибири. На протяжении нескольких десятилетий здесь разрабатывается ряд месторождений, основным из которых является Таштагольское [1]. В пределах рудной зоны Таштагольского месторождения выделен ряд участков, из которых в настоящее время отрабатывается только Восточный и взорван первый технологический блок на ЮгоВосточном участке. Предел прочности рудных тел на Восточном участке на сжатие 120-140 МПа, в тектонических зонах 60-100 МПа. Горизонтальная мощность рудных тел изменяется от 20 до 60 м. Общая же горизонтальная мощность рудных тел с прослоями пустых пород составляет 100-120 м. Угол падения залежи изменяется от70 до 90°. Вмещающие породы представлены сиенитами, скарнами, сланцами и порфиритами. Предел их прочности на сжатие изменяется от 50 до 180 МПа. Разработка месторождения ведется системой этажного принудительного обрушения. Рудное тело разделяется на этажи высотой 70 м, которые далее делятся на панели шириной 13,5-27 м. Длина панели равна мощности рудного тела. Руда отбивается непрерывным фронтом по простиранию рудного тела. По мере выпуска руды объем отрабатываемого блока постепенно заполняется разрушенными горными породами. После выемки рудного тела в пределах одного этажа выработанное пространство полностью заполняется вмещающими породами. Разрушенные породы оказывают влияние на деформации рудного и вмещающего массивов при дальнейшем ведении очистных и подготовительных работ.

Месторождение вскрыто до горизонта - 350 м (отметка поверхности составляет +452 м) четырьмя стволами: Ново-Капитальным, Северным, Западным и Южным. Горизонтом - 350 м ограничиваются технические возможности

этих стволов. В стадии строительства находится ствол Сибиряк.

Запасы Восточного участка по этажам выше гор. -350 м по состоянию на 01.01.2004 г. приведены в таблице. Следует отметить, что подтверждаемость параметров запасов в процессе ведения эксплуатационной разведки и добычи руды на месторождении очень высокая, и удовлетворяет процессу планирования горного производства. Из таблицы видно, что основные горизонты, отработка которых позволит извлекать необходимое количество руды -280 и -350 м. Действительно, в настоящее время отрабатывается гор. -280 м, который яв-

Этаж, м Всего запасов

Q тыс.т Ее, %

-70^±0 490 34,2

-140^-70 2419 52,4

-210^-140 5546 52,4

-280^-210 11216 46,6

-350^-280 13051 46,5

Всего 32722 47,8

ляется основным добычным горизонтом, введен в эксплуатацию гор. - 350 м, осуществляется подготовка к вводу в эксплуатацию участка Юго-Восточный.

Установлено, что наиболее рациональным путем развития последовательности очистных работ на месторождении является отработка запасов Восточного участка с последующим вовлечением в отработку запасов охранных целиков северо-западного фланга Восточного и Северо-Западного участков, где находится 33,5 млн т с содержанием Ее - 48,6 %. Добыча руд Юго-Восточного участка должна составлять не более 20 % от общего количества добываемых руд, чтобы не вызвать большого снижения качества концентратов ДОФ.

Ввод в эксплуатацию новых горизонтов Восточного участка приводит к дальнейшему увеличению глубины ведения очистных работ. Для горизонта -350 м она уже превышает 800 м. Вместе с тем с глубины 530 м (гор. -70 м)) Таштагольское месторождение отнесено к опасным по горным ударам. С увеличением глубины разработки возрастает опасность возникновения горных ударов. С 300 м начало проявляться стреляние горных пород, а с глубины 600 м стали возникать горные удары, микроудары и толчки.

По инструментальным наблюдениям, наиболее сильные по энергетическим показателям динамические явления происходят во время проведения массовых взрывов при обрушении блоков. Массовые взрывы инициируют горные удары, микроудары и толчки. Из-за высоких горизонтальных напряжений, большой прочности пород и руд, крупных тектонических нарушений, пересекающих месторождение, создаются сложные геодинамические ситуации. За период с 1987 по 2003 гг. при ведении горных работ на месторождении зарегистрировано свыше 8000 проявлений горного давления в динамической форме с энергией до 1х109 Дж.

Такая геомеханическая обстановка на месторождении предопределила условия отработки разрезного блока № 17 на горизонте -350 м. В мае 2004 года был взорван I слой этого блока в рудном теле 6,9. Блок расположен в центре Восточного участка и является разрезным. В процессе дальнейшей отработки фронт очистных работ будет развиваться на Юг и Север к флангам. В пределах блока № 17 рудное тело 6,9 представлено двумя линзами: мощной восточной и западной. Запасы рудной массы первого слоя блока № 17 - 141,5 тыс. т, количество использованных ВВ - 88 т, удельный расход ВВ на отбойку - 0,622 кг/т. Блок отра-

батывается системой этажно-принудительного обрушения (отбойка руды в два слоя).

Первым слоем обрушен массив восточной линзы пучками нисходящих скважин, и пучками горизонтальных скважин в потолочине. Обрушение произведено на две компенсационные камеры круглой формы. Подсечка блока плоская. При выпуске руды использовано 5 установок ВДПУ-4ТМ, расположенных в орте № 17 горизонта - 350 м.

Как было отмечено, общая мощность рудных тел на Восточном участке не превышает 150 м, а глубина ведения очистных работ на горизонте -350 м приближается к 900 м. При такой геометрии выработанного пространства один из размеров зоны отработки (мощность) значительно меньше двух других (простирания и высоты). При формулировке математической задачи расчета напряженного состояния породного массива в окрестности мест ведения очистных работ зон у отработки можно представить разрезом. Как показывает анализ распределений полей напряжений вблизи разреза, на его продолжении возникает область значительной концентрации сжимающих напряжений, действующих вкрест простирания разреза. На Таштагольском месторождении исходное напряженное состояние массива характеризуется преобладающими значениями горизонтальных напряжений. Иные значения превосходят вертикальную компоненту а! = уН, где у

— объемный вес налегающих пород, Н — расстояние до земной поверхности, в 1,2^3.0 раза. Вкрест простирания рудного тела на Восточном участке действует исходное напряжение а2 = 1,2 ^ 1,5уН. В зоне концентрации, на продолжении разреза, величина а2 может достигать 5уН. С увеличением же глубины ведения очистных работ эта концентрация будет расти.

Рис. 1. Толчки в шахтном поле Таштагольского рудника в период подготовки массового взрыва блока 17

Рис. 2. Энергетический класс взрывов и сейсмособытий класса более 3 (а) и посуточный объем водопри-тока с количеством толчков (б) в период подготовки массового взрыва блока 17

Таким образом, увеличение глубины разработки Таштагльского месторождения приводит к значительному росту величин напряжений на нижележащих горизонтах и вызывает существенное осложнение геомеханических условий отработки месторождения. Наиболее сложные условия возникают при отработке разрезных блоков, в частности, на горизонте -350 м это первая очередь блока № 17. Анализ геодина-мической обстановки в период подготовки к отбойке первой очереди этого блока показал, что она определяется также и сейсмической активностью в местах ведения очистных и подготовительных работ на других горизонтах. За период времени в полтора месяца перед отбойкой блока на Восточном участке произошло более 370 динамических событий, в основном

1,2 классов, из них 140 — в районе 17 блока (рис. 1). После 13.04.04 произошло 20 событий 3-6,9 классов (рис. 2). Они отмечены в три периода времени. Первый - при росте водопри-тока в шахту, после первой подсечки блока № 25 с 12 по 27.04.04 г. (рис. 2а). Второй — после второй подсечки блока № 25 (рис. 26). Третий

— после подсечки первого отрабатываемого блока на Юго-Восточном участке 9.05.04 г.

Анализ геодинамической обстановки перед проведением массового взрыва блока № 17 позволил дать перспективную оценку развития процесса деформирования массива после его проведения и разработать ряд рекомендаций по ходу дальнейшего проведения горных работ. Так, активный период перераспределения полей напряжений в массиве горных пород следует ожидать более длительным, чем после массовых взрывов блоков, расположенных в вышележащих горизонтах. Количество событий с энергией больше третьего класса должно сохраниться на уровне, зарегистрированном до взрыва. Наибольшее число проявлений крупных событий следует ожидать в 1-3 сутки после проведения массового взрыва.

Рекомендовано возобновить горные работы на Восточном участке с проходкой забоев в смежных выработках. Буровые работы следует начинать после инструментальной оценки на-

Рис. 3. Класс динамических явлений, произошедших после отбойки 1-ой очереди блока № 17 горизонта -350 м. 10600-11800 и 11800-12600 — соответственно координаты X и У; 1.8-2.4 — класс сейсмических событий

пряженно-деформированного состояния массива; при проведении всех проходческих работ особое внимание следует обращать на состояние контуров горных выработок.

Массовый взрыв 17 блока подтвердил правильность разработанных рекомендаций и перспективную оценку характера деформирования массива. Наибольшее число крупных динамических явлений произошло в 1-3 сутки после разрушения блока. Отмечены значительные вывалы руды и вмещающих пород из прикон-турной области массива. Активный период пе-

рераспределения полей напряжений был более длительным, чем при отбойке разрезных блоков на вышележащих горизонтах. На рис. 3 приведена сейсмокарта динамических явлений в массиве горных пород, произошедших после взрыва 17 блока. Наиболее мощные явления наблюдались непосредственно у границ разрезного блока. Ряд динамических проявлений горного давления был отмечен в ранее установленных активных районах, расположенных восточнее и западнее воронки обрушения Восточного участка.

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Курленя М.В., Еременко A.A., Шрепп Б.В. Геомеханические проблемы разработки железорудных месторож-

дений Сибири. Новосибирск: Наука, 2001.

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

Еременко Андрей Андреевич — доктор технических наук, зав. лаб. физико-технических геотехнологий, Серяков Виктор Михайлович — доктор технических наук, гл. научный сотрудник,

Еременко Виталий Андреевич — кандидат технических наук, ст. научный сотрудник,

ИГД СО РАН.

Пестерев Андрей Владимирович — горный инженер,

Громова Ирина Леонидовна — горный инженер,

Горно-Шорский филиал ОАО «Евразруда».

Штирц Владимир Александрович — горный инженер Таштагольский филиал ОАО «Евразруда».

--------------------------------------------------------------------- НОВИНКИ

ИЗДАТЕЛЬСТВА МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА

Петросов А.А., Фефелов А.В. Экономика и организация разработки россыпных месторождений золота артелями старателей: Учебное пособие для вузов. — 344 с.: ил.

КВЫ 5-7418-0316-4

Рассмотрена минерально-сырьевая база россыпных месторождений золота. Приведены организационно-технологические схемы их разработки. Описаны организация управления артелью, оплаты труда, режимы ее работы. Дано экономическое обоснование эффективности разработки россыпных месторождений золота артелями старателей Иркутской области. Описано воздействие старательской добычи золота на окружающую природную среду.

Для инженерно-технических работников золотодобывающей промышленности.

УДК 658:622.342

--------Ф

'V-------