CC BY
16
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бронников Д.М., Замесов Н.Ф., Кириченко Г.С., Богданов Г.И. Основы технологии подземной разработки рудных месторождений с закладкой. — М.: «НАУКА», 1973.
2. Именитов В.Р. Системы подземной разработки рудных месторождений. — М.: «МГИ», 1971.
3. Зубков А.А. Интенсификация подземной добычи руд камерными системами разработки с твердеющей закладкой. Дисс. Магнитогорск, 2008.
4. Пацкевич П.Г. Обоснование параметров геотехнологии разработки коренных месторождений алмазоносных кимберлитов с комбайновой выемкой и закладкой выработанного пространства. Дисс. М., 2011.
УДК 622.273.26 © М.В. Рыльникова, Д.Н. Радченко,
В.С. Лавенков, 2013
ОБОСНОВАНИЕ УСЛОВИЙ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРЕДВИЖНЫХ ЗАКЛАДОЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ «ОЗЕРНОЕ»2
Представлена краткая характеристика технологии и комплекса оборудования для безмельничного производства твердеющих закладочных смесей в условиях подземной разработки месторождения «Озерное». Приведены ожидаемые технико-экономические показатели разрабатываемого закладочного комплекса. Ключевые слова: твердеющая закладочная смесь, передвижной закладочный комплекс, дезинтеграция, транспортирование, параметры, показатели.
Процессы подготовки закладочной смеси на большинстве рудников, отрабатывающих месторождения твердых полезных ископаемых с использованием твердеющей закладки, включают:
2 Работа выполняется при финансовой поддержке Минобрнауки РФ (ГК №16.525.12.5001).
добычу, доставку, дробление и измельчение инертного заполнителя до требуемого гранулометрического состава; подготовку и добавление вяжущих, воды, модификаторов; смешивание компонентов для приготовления твердеющей закладочной смеси с достижением требуемых реологических и механических характеристик. На действующих закладочных комплексах такая технология предусматривает использование шаровых мельниц для измельчения заполнителя и компонентов комбинированного вяжущего до требуемого гранулометрического состава, определенного по условиям транспортабельности смеси в заполняемое выработанное пространство для достижения однородности смеси. При этом в одном измельчительном аппарате сочетаются операции дезинтеграции и смешивания.
Ввиду высоких затрат на строительство и эксплуатацию высококапиталоемких закладочных комплексов, представляющих бетонные заводы по производству закладочной смеси, на месторождениях руд низкой и средней ценности, а также на малых месторождениях применение систем разработки с твердеющей закладкой выработанного пространства экономически нецелесообразно. Для эффективного вовлечения в разработку таких месторождений в ИПКОН РАН совместно с НПК «Механобртехника» разработана альтернативная технология приготовления закладочной смеси с подготовкой наполнителя в инерционных щековых и конусных дробилках нового поколения [1].
Применение такого передвижного закладочного комплекса было предусмотрено в технологический регламенте на технологию безмельничного приготовления закладочной смеси для отработки месторождения «Озерное», лицензию на отработку которого имеет ОАО «Учалинский ГОК». Ввиду высокого содержания в рудах серы (более 38 %) и, как следствие, склонности их к самовозгоранию, в проекте на отработку месторождения принята этажно-камерная система разработки с твердеющей закладкой выработанного пространства [2].
В базовом проекте технологическая схема приготовления твердеющей закладочной смеси предусматривает использование крупнокускового наполнителя (класс -10 мм) и цементного молока (рис. 1). Недостатками этой технологии приготовления закладочной смеси являются: повышенный износ насосов и закла-
дочного трубопровода, неоднородность закладочной смеси и формируемого на ее основе закладочного массива; неравномерность распределения его физико-механических свойств; высокая водоотдача закладочной смеси при возведении массива и высокий коэффициент недозаклада, вследствие повышенной усадки массива при твердении, что обуславливает дополнительные технологические трудности при ведении очистных и закладочных работ; высокие энерго- и металлоемкость производства. Наличие в составе смеси крупной породной фракции обуславливает повышенный расход цемента и воды; и необходимость применения для транспортирования смеси дорогостоящих насосов.
Для устранения недостатков базового проектного решения в ИПКОН РАН был предложен альтернативный вариант технологии приготовления твердеющей закладочной смеси и формирования закладочного массива с использованием передвижного закладочного комплекса модульного типа. Данный комплекс обладает всеми достоинствами мельничной технологии приготовления закладочной смеси, т.к. обеспечивает требуемые реологические и механические характеристики смесей, их технологичность, универсальность по отношению к составу исходного сырья, и одновременно он свободен от недостатков традиционной мельничной технологии приготовления смеси: потребность в громоздком, металлоемким и дорогом оборудовании для дезинтеграции компонентов смеси, высокие капиталоемкость и энергозатраты, необходимость строительства капитальных зданий, прокладки протяженных закладочных трубопроводов и соответствующих повышенных затрат на транспортирование [1].
В предложенном инновационном варианте технологии приготовления закладочной смеси компоновка оборудования закладочного комплекса осуществляется по блочно-модульному принципу и, при необходимости, технологическую линию можно переносить на новые участки месторождения, дополнять новыми технологическими модулями, которые позволяют повышать производительность комплекса и варьировать составами закладочных смесей.
Технологическая схема приготовления закладочной смеси предусматривает (рис. 2) дезинтеграцию наполнителя до требуемого гранулометрического состава 30 % класса -0,074мм. Для этого на первой стадии дробления используется щековая дробилка ЩДС-400х600, способная измельчать породу класса -350 мм, в
Доставка о подача цемента
Доставка и подача породы
-350-0-.Ш
1
Дробление
(ЩДС-400x600)
Дробление
(КИД-600)
Нормнрока иная подача воды
Смешивание
(Смеситель)
Подача закладочной смеси в закладочный трубопровод
а
б
Рис. 1. Технологические схемы приготовления закладочных смесей:
а - в базовом проекте; б - на передвижном модульном закладочном комплексе
том числе, породу от проходки горных выработок. Дробилка работает в прямом (открытом) цикле. В комплексе с дробилкой соединены приемный бункер и вибропитатель, также предусмотрен металлоуловитель для извлечения из породы металлических элементов. Вторая стадия дробления проходит в конусной инерционной дробилке КИД-600, в которую подаются породы от первой стадии дробления классом -50 мм. Данная дробилка обеспечивает выход в измельчённом продукте не менее 30 % класса -0,074 мм. Дробилка КИД-600 работает под завалом.
В технологическом регламенте предусмотрено использование двух конусных инерционных дробилок КИД-600. Для подачи вяжущего используется цементный силос, дозатор и винтовой конвейер. Перемешивание компонентов закладочной смеси, осуществляется в высокоскоростном смесителе непрерывного действия.
Рис. 2. Схема расположения оборудования модульного закладочного комплекса: 1 — бункер приемный для породы; 2 — дробилка щековая ЩДС-400х600; 3 — конвейер ленточный 1=15м; 4 — бункер приемный для поро-ды;5 — конвейер ленточный 1=25м; 6 — направляющая; 7 — дробилки КИД-600; 8 — конвейер ленточный 1=15м; 9 — силос цементный; 10 — конвейер винтовой; 11 — смеситель типа BHS; 12 — питатель электровиб-рационный;13 — погрузчик; 14 — условный контур здания
Для условий отработки месторождения «Озерное» предпочтительным является расположение комплекса на поверхности вблизи вентиляционного закладочного ствола. Закладочный комплекс состоит из трех основных технологических модулей, расположенных в одном здании (рис. 2). Здание закладочной установки, помимо технических помещений, включает грузоподъемный механизм, санузел, склад материалов, ремонтную мастерскую, лабораторию и кабинет управления. Также предусмотрена площадка-склад для накопления породы заполнителя, обеспечивающая непрерывную работу комплекса в течение двух суток.
Укрупненная технологическая оценка ожидаемых технико-экономических показателей показала перспективность применения предложенного решения. По результатам данных расчетов капитальные вложения с учетом НДС для предложенного комплекса составят 21,8 млн руб, а себестоимость приготовления твердеющей закладочной смеси (с учетом коэффициента усадки) составят 236 руб/м3. В то время как капитальные затраты для базового варианта составят 40,8 млн руб, а себестоимость приготовления (с учетом коэффициента усадки) 388 руб/м3 [2].
Таким образом, по результатам технико-экономической оценки, можно заключить, что, применение данного комплекса оборудования является перспективным для условий малых месторождений по сравнению с существующими аналогами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Каплунов Д.Р., Рыльникова М.В., Арсентьев В.А., Квитка В.В., Маннанов Р.Ш. Новая технология и оборудование для высокопроизводительной закладки выработанного пространства при подземной отработке месторождений // Горный журнал. 2012. С. 41-43.
2. Проектная документация. Отработка Озерного месторождения подземным способом. ОАО «УралМеханобр», 2011.
