CC BY
34
© А.М. Иоффе, С. К. Рубцов,
Е.Н. Кочегаров, О.Н. Мальгин,
П.А Шеметов, А.Р. Кабиров, 2003
УЛК 622.271
А.М. Иоффе, С. К. Рубцов, Е.Н. Кочегаров,
О.Н. Мальгин, П.А. Шеметов, А.Р. Кабиров
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ГОРНЫХ РАБОТ В СЛОЖНЫХ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ГЛУБОКОГО КАРЬЕРА МУРУНТАУ
В соответствии с проектом отработки месторождения Мурунтау годовая производственная мощность карьера по добыче золота составляет 47 т. Однако в новык социально-экономических условиях с учетом необходимости укрепления валютных резервов республики Узбекистан для решения важнейших народнохозяйственных проблем перед НГМК была поставлена задача в максимально сжатые сроки увеличить годовую добычу ценного металла до 55 т. Производительность карьера по горной массе при этом должна составить порядка 38-40 млн м3 в год.
Для выполнения поставленной задачи и соответственно требуемых объемов горной массы необходимо, начиная с 2002 г., интенсифицировать горные работы на нижних горизонтах карьера, обеспечив в рудной зоне понижение горных работ на 45-60, местами до 70 м/год с максимально возможным раскрытием рудных зон и залежей. В связи с этим определены шесть приоритетных участков ведения горных работ в карьере: Центр, Запад, Восток, Запад-верх, Юго-восток, Север. В первую очередь необходимо вскрыть западный фланг первой рудной залежи, для чего необходимо ускорить горные работы на вскрышных горизонтах +345^+325 м.
Известно, что скорость уг-лубки находится в прямой пропорциональной зависимости от производительности экскаваторов, величины углов направления углубки и откоса рабочего борта карьера или участка интенсивного ведения работ, высоты взрываемого и отрабатываемого ус-
тупов и в обратной зависимости - от высоты и длины экскаваторного блока. Поэтому для сокращения сроков подготовки горизонтов и увеличения скорости понижения горных работ необходимо использовать более производительное оборудование, сократить до минимума ширину рабочих площадок на нижних горизонтах, сконцентрировать возможно большее количество экскаваторов на блоках минимальных размеров и в случае необходимости производить обуривание и взрывание сдвоенных или строенных 15 и 10 метровых рабочих уступов.
Технологические схемы интенсификации горных работ в карьере разрабатывались с учетом изложенных соображений.
При оценке возможности обеспечения плановой добычи руды использованы основные результаты НИР по установлению надежности работы буровзрывного и экскаваторно-автомобильного комплексов. Проведены расчеты по установлению типа и количества основного горного оборудования и их производительности. Данные расчеты выполнялись с учетом установленных аналитических зависимостей (рис. 1), изменения скорости подвигания фронта и углуб-ки горных работ от параметров элементов системы разработки (высоты уступа, протяженности блока, ширины рабочей площадки и др.) и типа применяемых экскаваторов.
Анализ горнотехнических условий развития горных работ по карьеру на 2002 год показывает, что наиболее сложная ситуация с выполнением требуемых объемов горной массы и темпов углубки
возникает на участке карьера «Запад-верх» в пределах горизонтов 325-255 м. Это связано с тем, что здесь необходимо обеспечить скорость понижения горных работ до 70 м/год. На остальных участках эта скорость не превышает 50-60 м. В связи с этим основное внимание уделено данному участку, для которого детально разработаны возможные варианты технологических схем отработки, позволяющие впервые в условиях карьера Му-рунтау достигнуть таких высоких темпов углубки (рис. 2).
Расположенный выше подуча-сток в пределах гор. 385-325 м является технологических независимым от подучастка в пределах горизонтов 325-255 м, поскольку горные работы здесь могут быть начаты одновременно с нижним подучастком и производится в течение года параллельно с горными работами на нижнем подучастке (горизонты 325255 м).
Разрабатываемый объем горной массы в пределах горизонтов 325-255 м составит 4822,6 тыс. м3, протяженность участков по фронту работ по горизонтам изменяется в пределах 1000-1200 м, высота отрабатываемых уступов равна 10 и 15 м. Количество уступов в пределах горизонтов 325-255 м равно пяти, из них один 10метровый (верхний) и остальные четыре (нижележащие) - 15-
метровые. При их отработке возможны следующие варианты технологических схем.
Первый вариант- предусматривает обуривание и взрывание каждого из пяти рабочих уступов и их последующую отработку по отдельности. Существенным недостатком данного варианта является необходимость проведения пяти циклов БВР по одному месту в вертикальной плоскости для отработки запланированных объемов горной массы, что делает практически нереальным достижение требуемых темпов понижения горных работ в 2002 году (до 70 м в год).
Второй вариант - предусматривает обуривание и взрывание одного 10-метрового уступа (гор. 325-315 м), затем одновременное
обуривание и взрывание сдвоенных 15-метровых уступов (гор. 315-285 м), далее обуривание и взрывание по отдельности двух нижележащих рудных 15метровых уступов (гор. 285-270 м, 270-255 м).
В данном варианте количество циклов БВР уменьшается по сравнению с первым и будет равно четырем.
В третьем варианте - все четыре 15-метровых уступа сдваиваются при обуривании и взрывании, то есть производится раз-буривание и взрывание нижележащих горизонтов на 30метровую глубину, что снижает количество циклов БВР за рассматриваемый период до трех и позволяет значительно повысить возможность достижения необходимых темпов углубки. Последующая отработка взорванных 30-метровых уступов осуществ-
ляется подуступами безопасной высоты.
Существенным недостатком данного варианта является ухудшение условий оконтуривания рудных тел во взорванной горной массе нижних рудных уступов, что может заметно осложнить работу геологической службы карьера и привести к увеличению показателей потерь и разубоживания.
С учетом изложенного принимается второй вариант технологической схемы отработки участка Запад-верх в пределах гор. 325255 м, который позволяет достичь необходимых высоких темпов уг-лубки практически без отмеченных выше осложнений при разработке рудных блоков.
В пределах горизонтов 325345 м предусматривается обури-вание и взрывание 20-метровыми уступами с последующей их отработкой подуступами безопасной высоты.
Такая технология позволяет повысить производительность работающих в этих условиях экскаваторов в силу следующих технологических особенностей буровзрывных и экскаваторных работ при разработке высоких сдвоенных или строенных уступов высотой соответственно 20 и 30 м.
Во-первых уменьшается время простоев работающего в этих условиях экскаватора из-за отсутствия взорванной горной массы.
С точки зрения технологии БВР при 15-метровой высоте уступа в скважинах диаметром свыше 200 мм высота колонки заряда составляет от 5-8 м до 810 м, в результате доля забойки составляет 35-40% длины скважины. Таким образом, с учетом перебура около 50% и более длины пробуренных скважин используется нерационально и только 50% - по назначению для
размещения заряда ВВ с целью разрушения массива взрывом.
Улучшение использования длины пробуренных скважин позволит снизить стоимость буровых работ, которые составляют от 30 до 50% стоимости БВР. Одним из достоинств применения высоких уступов является сокращение объема бурения на пе-ребурах. Если, например, при разработке месторождения 5-10 уступами высотой по 10 м потребуется на каждом уступе иметь перебур 2 м и общая их длина составит 10 м, то в тех же условиях при работе одним уступом длина перебура составит только 2 м, то есть длина перебура сократится на (п-1)-1п (где п - число уступов при старой технологии, а 1п -глубина перебура).
Наряду с сокращением пере-бура при высоких уступах улучшаются условия бурения скважин. Наиболее трудоемкий участок бурения - забуривание скважин на глубину 3-4 м - при совмещенном (высоком) уступе сокращается аналогично сокращению числа перебуров и его объем распределяется на всю высоту совмещенных уступов. Основной объем бурения будет находиться в зоне неразрушенных предыдущими взрывами пород. Это способствует повышению производительности бурения, чему способствует также сокращение числа перемещений буровых станков в процессе бурения.
При увеличении высоты уступа объем массива, взрываемый
каждой скважиной, значительно возрастает, а следовательно, увеличивается и вес заряда в каждой скважине. А так как длина забойки при взрывании обычных (до 15 м) и высоких уступов практически одинаковые, то полезно используемая длина скважины, занятая ВВ, с увеличением высоты уступа растет и, как показали исследования, может быть доведена до 90%. При этом с увеличением длины колонки заряда ВВ более равномерно распределяется по взрываемому массиву, что способствует улучшению его дробления и, как следствие, повышению степени полезного использования энергии взрыва.
С учетом изложенного разработаны планограммы различных
вариантов организации и выполнения буровзрывных и экскаваторных работ для реализации годовой программы выпуска золота. В статье представлен вариант планограммы (рис. 3), отражающий существующее состояние горных работ, фактическое наличие на карьере оборудования и необходимость приобретения дополнительного горно-
транспортного оборудования для разработки горной массы в объеме 40 млн. м3 в год.
При построении планограммы использованы исходные данные предприятия по годовой производительности экскаваторного и бурового парка, возможные реальные сроки поставки 3-х дополнительных экскаваторов (ЭКГ-10 - 1 шт. и ЭКГ-15 - 2 шт.) для выполнения годовых объемов горных работ в объеме 40 млн. м3, а также время работы этих экскаваторов в течение 2002 года. Расчеты эффективности функционирования экскаваторно-автомобильного комплекса, выполненные по специальной компьютерной программе, показали необходимость приобретения дополнительного парка 170-тн автосамосвалов в количестве 20 единиц.
Таким образом, разработанные планограммы организации работ и представленные на рис. 2 фрагменты технологии интенсификации и понижения горных работ на участке «Запад-верх» в пределах 325-255 м показывают возможность организации и выполнения комплекса БВР и экскаваторных работ в условиях карьера Мурунтау для реализации годовой программы выпуска золота в 2002 г. с достижением необходимых темпов углубки на приоритетных участках и направлениях. В частности, наиболее сложный участок «Запад-верх» в пределах гор. 325-255 м отрабатывается за 12 мес., т.е.
реализуется необходимый темп понижения
горных работ, равный 70 м/год. При этом следует отметить, что обуривание и взрывание следует начинать с 01.12 (декабрь) 2001г., в этом случае экскавация и отгрузка горной массы начинаются непосредственно с 01.01 (январь) 2002 года.
Выводы
Для выполнения карьером Мурунтау плановых заданий по добыче руды в 2002г. необходимо интенсифицировать горные работы на нижних горизонтах, обеспечив в рудной зоне понижение горных раб от на 45-60 и более метров в год. Наиболее сложная ситуация с выполнением необходимых объемов горной массы и темпов углубки возникает на участке Запад-верх в пределах горизонтов 325-255 м, здесь необходимо обеспечить скорость понижения горных работ до 70 м/год. На примере этого участка выполнены расчеты по определению типа, производительности и количества основного горного оборудования. Разработаны планограммы различных вариантов организации и выполнения буровзрывных и экскаваторных работ для реализации годовой программы выпуска золота в 2002 г.
Для сокращения сроков подготовки горизонтов и увеличения скорости понижения горных работ рекомендуется использование наиболее производительного оборудования, сокращение до минимума ширины рабочих площадок на нижних горизонтах, концентрация возможно большего числа экскаваторов на блоках минимальных размеров; в случае необходимости - применение метода обуривания и взрывания сдвоенными или строенными 15 и 10-метровыми уступами.
Предложен следующий рациональный порядок отработки
уступов на участке Запад-верх в пределах горизонтов 325-255 м: обуривание и взрывание верхнего 10-метрового уступа (гор. 325-315 м), затем одновременное обуривание и взрывание сдвоенных 15-метровых уступов (гор. 315-285 м), далее обуривание и взрывание по отдельности двух нижележащих рудных 15метровых уступов (гор. 285-270 м и гор. 270-255 м). В этом случае количество циклов БВР по одному месту в вертикальной плоскости равно четырем.
Разработанные планограммы организации работ, а также фрагменты технологии интенсификации и понижения горных работ на участке Запад-верх в пределах гор. 325-255 м показывают возможность организации и выполнения комплекса БВР и экскаваторных работ в условиях карьера Мурунтау для реализации годовой программы выпуска золота в 2002 г. с достижением необходимых темпов углубки на приоритетных участках и направлениях горных работ. В частности, участок Запад-верх в пределах гор. 325-255 м отрабатывается за 12 мес., т.е. реализуется необходимый темп понижения горных работ, равный 70 м/год.
Анализ выполненных разработок по интенсификации горных работ в карьере Мурунтау показывает, что для выполнения горных работ в объеме 40 млн. м3 необходимо иметь в работе для экскавации горной массы 18 экскаваторов, т.е. в течение 2002 г. требуется приобретение 3-х дополнительных экскаваторов (ЭКГ-10 - 1 шт. и ЭКГ-15 - 2 шт.). Расчеты по эффективности функционирования экскаваторно-автомобильного комплекса подтверждают потребность
предприятия в дополнительном парке 170-тн автосамосвалов в количестве 20 единиц.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Иоффе А.М, Рубцов С.К, Кочегаров Е.Н. - ВНИПИпромтехнологии. Мальгин О.Н, Шеметов П.А, Кабиров А.Р. - Навоийский ГМК
