CC BY
18
----------------------------------© А.В. Чсрнухин, Э.И. Богуславский,
2007
УДК 622.331.015.13
А.В. Чернухин, Э.И. Богуславский
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ ОЧИСТНЫХ РАБОТ НА ГАЙСКОМ ПОДЗЕМНОМ РУДНИКЕ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СОСТАВАХ ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ
Семинар № 19
Использование закладки на подземных рудниках обусловлено необходимостью поддержания руды и вмещающих пород. Для отработки Гайского месторождения медных руд применяется этажнокамерная система разработки с последующим заполнением выработанного пространства твердеющей закладкой. Длина очистного блока составляет 80 м, высота- 80 м. Блок разбивается на камеры шириной 20 м, отрабатываемые в 2 стадии. После отработки камеры первой очереди заполняются твердеющей смесью. Для безопасности работ в камерах второй очереди закладочный массив в камерах первой очереди должен набрать нормативную прочность, что существенно осложняет организацию очистных работ и негативно сказывается на себестоимости добычи полезного ископаемого. При нормативной прочности 5 МПа срок ее набора закладочным массивом на Гайском подземном руднике составляет 6 месяцев. Для создания оптимальной организации очистных работ необходимо уменьшить время набора искусственным массивом необходимой прочности.
Г одовая производственная мощность Гайского рудника в настоящее время составляет 3 млн т. Исходя из необходимости выполнения годовой
производительности, можно вычислить необходимое количество очистных блоков, находящихся в эксплуатации. В каждом блоке одновременно отрабатываются по две камеры. Производительность каждой составляет 1400 т/сут. Следовательно, производительность блока, находящегося в процессе очистной выемке, с учетом коэффициента одновременности составит 2300 т/сут. Но между отработкой камер первой и второй очереди необходимо время для набора закладкой нормативной прочности, что существенно снижает среднюю эксплуатационную производительность очистного блока.
Средняя эксплуатационная производительность очистного блока с запасом 980000 т., при времени отработки камеры 180 суток и периода набора прочности закладочным массивом 180 суток снижается с 2300 до 1800 т/сут из-за технологического простоя в блоке, необходимого для безопасной отработки камер второй очереди. При этом количество блоков, необходимых для обеспечения годовой мощности рудника 3 млн т, при вышеперечисленных параметрах составит 6.
Но искусственный массив в заложенных камерах оказывает влияние на нижележащий горизонт, поэтому для более точного результата была
шлака и цемента
Возраст закладочного массива, сут прочностью 5МПа Цемент М300 на 1 3 м закладки Молотой доменный гран-шлак на 1м3 закладки Хвосты обогащения на 1 м3 закладки Вода на 1м3 закладки Необходимое количество очистных блоков
90 80 250 1360 450 4
120 70 280 1380 460 5
150 60 320 1390 470 6
180 40 360 1400 480 8
Рис. 1 Планограмма отработки запасов этажа 1150 - 1230
------ - камера в очистной выемке
__ __ - камера в закладке
- отработанная камера
построена планограмма отработки очистных блоков с учетом состояния заложенных камер в пределах одного горизонта, а так же выше- и нижележащего горизонтов (рис. 1). В результате построения планограммы выяснилось, что при сроке набора проч-
ности закладочным массивом 6 месяцев необходимо держать в эксплуатации 8 очистных блоков. Аналогичные планограммы были построены и для других составов закладочной смеси. При увеличении количества добавляемого в закладку цемента с 40 до
б/
еб
u
яр
а
р
с
Содержание цемента, кг/т
_ _ _ . Себестоимость закладочных работ — - - Себестоимость проходки и поддержание выработок Итоговая себестоимость
Рис. 2. Зависимость себестоимости добычи одной тонны руды от содержания цемента в закладочном материале
80 килограмм потребное количество очистных блоков снизилось с 8 до 4 (таблица).
Для исследования влияния состава закладочной смеси на организацию очистных работ и, как следствие, на себестоимость добываемой руды была разработана экономико-математическая модель, критерием которой являлась себестоимость добываемой руды, а переменным фактором - состав закладочного материала. На базе этой модели были разработаны алгоритм и компьютерная программа Microsoft EXEL. Ее реализация позволила определить
оптимальное содержание цемента в закладочной смеси 60 кг/м3, что обеспечивает проектное время набора прочности закладкой 150 суток.
В результате этих исследований была получена зависимость (рис. 2), из которой видно, что оптимальной является организация очистных работ при использовании состава закладки с содержанием цемента 60 кг/м3. В соответствие с этим для обеспечения годовой производственной мощности рудника понадобится держать в одновременной отработке 6 очистных блоков. ПТЩ
— Коротко об авторах---------------------------------------------------------------
Чернухин А.В., Богуславский Э.И. - Санкт - Петербургский государственный Горный институт (технический университет) им. Г. В. Плеханова.
Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 19 симпозиума «Неделя горняка-2007». Рецензент д-р техн. наук, проф. В.Ж. Аренс.
