Концепция освоения месторождения в сложных горно-технических и климатических условиях

© Б.А. Лхпашев, Д.Е. Малофеев, 2012

УДК 622.273

Б.А. Ахпашев, Д.Е. Малофеев

КОНЦЕПЦИЯ ОСВОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ В СЛОЖНЫХ ГОРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ И КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Приведены основные технологические решения по комбинированной разработке месторождения в гористой местности.

Ключевые слова: добыча руд, комбинированная разработка, вскрытие месторождения, глубокие рудоспуски, системы с обрушением.

Разработка месторождений залегающих в районах со сложными климатическими условиями, выраженными низкими температурами, не имеющих надежных транспортных коммуникаций, централизованного электроснабжения является крайне сложным и ресурсозатратным мероприятием.

Одно из золоторудных месторождений, находящееся за Полярным кругом, характеризуется сложным гористым рельефом, относительно невысоким содержанием полезного компонента и непростыми геомеханическими условиями, выражающиеся в слабой устойчивости рудного массива. Длина месторождения по простиранию более 5 км, длина по падению более 1,5 км.

Месторождение представлено несколькими рудными зонами. Одна из них является основной, сосредоточившей 65 % запасов, характеризуется следующими параметрами: мощность рудных тел от 4 до 17 м в среднем 9,5 м; средний угол падения 80 град; породы устойчивые, руды средней устойчивости, в направлении простирания неустойчивые.

Остальные запасы сосредоточены в рудных зонах и жилах имеющих мощность от 1 до 5 м, средний угол падения 85 град, руды устойчивые.

Доля запасов расположенных выше уровня долины составляет 74 %.

Гидрогеология месторождения в целом благоприятная, осложняющим фактором является небольшая речка пересекающая месторождение (рис. 1).

Выход месторождения на земную поверхность определил необходимость оценки следующих вариантов добычи: только подземный или комбинированный открыто-подземный.

В результате анализа и проработки различных вариантов карьеров, было определено что, сложный горный рельеф и небольшая мощность рудных тел ограничивает возможность создания внутрикарьерных транспортных коммуникаций, длина автодороги, именно этот вид транспорта может быть применен в данных условиях, имеет большую протяженность. Как показывают многие исследования, большие затраты на обустройство дорог и на транспортирование полезного ископаемого, являются основным фактором снижающим эффективность открытого способа добычи в подобных условиях [1].

Рис. 1. Модель месторождения

Опыт комбинированной разработки показывает, что эффективным решением является использование выработок подземного рудника в качестве основных транспортных коммуникаций [2]. В условиях рассматриваемого месторождения такое решение вполне оправдано и выполнимо.

Как показали сравнительные расчеты по вариантам, перепуск руды с горизонтов карьера по капитальным рудоспускам на откаточные штреки подземного рудника, позволяет обеспечить экономическую эффективность открытого способа добычи. Удельный вес открытого способа добычи составил около 4 %.

Вариант отработки месторождения только подземным способом лишь немного уступает комбинированному способу по экономической эффективности.

Анализ и технико-экономическое сравнение возможных вариантов систем подземной разработки, однозначно показали не эффективность применения систем с закладкой выработанного пространства в виду высокой стоимости закладочного материала.

Наиболее подходящим, в данных условиях, являются следующие системы разработки: для жильных запасов - с магазинированием руды; для руд-

ных зон залегающих в вечной мерзлоте — подэтажных штреков с последующей выемкой целиков обрушением; для залежей в таликовой зоне — подэтажное обрушение.

Основополагающим параметром проектируемого горного предприятия является его годовая производственная мощность. Учитывая необходимость развития инфраструктуры в районе залегания месторождения, в том числе проведение дорог, ЛЭП, значительные запасы месторождения, определенную потребность в золоте, а также опыт разработки месторождений с относительно небольшим содержанием полезных компонентов, производительность рудника должна быть максимально возможной.

Исходя из этого, была обоснована производственная мощность по горным возможностям, с учетом возможной интенсивности процессов извлечения и воспроизводства элементарных выемочных единиц на рабочей площади месторождения. Применение высокопроизводительных систем разработки на базе самоходного оборудования, применяемых для отработки основной части запасов, одновременное ведение очистной выемки на нескольких подэтажах, позволяет достичь на этапе полного развития

подземных горных работ годовой производительности 3 млн т.

Обеспечение требуемой скорости воспроизводства выемочных блоков достигается за счет простой схемы подготовки горизонтов и подэтажей, параллельного проведения вскрывающих и подготовительных выработок с отработкой карьерных запасов, использование имеющихся геологоразведочных выработок.

Сложные климатические условия, выражающиеся в низких температурах продолжительный период года, определили необходимость снижения затрат на подогрев воздуха, подаваемого для проветривания подземных выработок, что обеспечивается уменьшением количества потребного воздуха за счет применения оборудования с электрическим приводом.

В целом стратегия освоения месторождения выглядит следующим образом: месторождение условно разделяется на участки открытого способа разработки, штольневого и подштольневого вскрытия, а также на северный и южный фланг, разделенные ручьем (рис. 2).

Разработка начинается с карьерной части, параллельно осуществляется вскрытие, с использованием геоло-

горазведочных выработок, штольне-вых запасов. При этом на северном фланге в первую очередь расширяются штольни и сооружаются капитальные рудоспуски для создания транспортных коммуникаций руды из карьера на рудный склад. На южном фланге вскрытие, подготовка и очистная выемка ведется независимо от работ на северном фланге.

Подземные добычные работы на северном фланге, начинаются по мере подготовки и нарезки блоков с южного фланга месторождения в мерзлотной зоне, таким образом, обеспечивая одновременную разработку подземным и открытым способом, без взаимного их влияния друг на друга. Карьерная часть запасов отрабатывается в течение 3 лет.

Проектная мощность предприятия достигается на 3 год эксплуатации. Транспортирование руды осуществляется электровозным транспортным по трем концентрационным горизонтом с перепуском руды с подэтажей через систему глубоких рудоспусков. Основной транспортной артерией являются капитальные штольни гор. 750 м, пройденные перпендикулярно месторождению от рудного склада до нижней штольни, ориентированной по простиранию залежи.

Рис. 2. Порядок вскрытия и отработки месторождения

После отработки штольневой части запасов в эксплуатацию вводятся подштольневые участки, вскрытые наклонными транспортными съездами. Руда с нижних горизонтов поднимается автосамосвалами до капитальных штолен, где перегружается в электровозный транспорт. Для предотвращения проникновения в подземные выработки вод ручья, водо-наполненность которого определяется снеготаянием и дождевыми водами в летний период, предполагается оставление предохранительного целика. Отработку целика целесооб-

1. Еременко Е.В., Синьчковский В.Н. Экономическая оценка технических предложений формирования транспортных грузопотоков // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2006. - Вып. 2. -С. 228—232.

2. Еремин Г.М. и др. Разработка и

разнее вести в период затухания работ, сверху вниз подэтажным обрушением, в зимнее время, с намораживанием предохранительной ледо-породной подушки в зоне обрушения в ложе ручья.

По мере опускания горных работ происходит постепенное снижение производственной мощности рудника, связанное с увеличением высоты транспортирования по наклонным съездам и уменьшением фронта добычных работ. Ориентировочный срок отработки месторождения составляет 67 лет.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

применение эффективных технологических схем и процессов при освоении месторождений открытым способом в условиях карьеров Севера [Электронный документ] http://www.kolasc.net.ru/russian/innovation_ кэс/2.7.pdf. Е2Е

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -

Ахпашев Б.А. — доцент, кандидат технических наук, Сибирский федеральный университет, Институт горного дела, геологии и геотехнологий, bg1967@yandex.ru

Малофеев Д.Е. — доцент, кандидат технических наук, проектный центр ЗАО «Полюс», начальник горно-геологического отдела, MalofeevDE@polyusgold.ru

д

ПРОГРАММНЫЕ ЛОЗУНГИ, СПОСОБНЫЕ ОБЪЕДИНИТЬ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКУЮ ИНТЕЛЛИГЕНЦИЮ

Инженерное сообщество может продемонстрировать новую для России привлекательную модель организации творческого труда и внепроизводственной жизни, а в дальнейшем стать образцом для подражания.