Повышение эффективности повторной разработки месторождений Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

ставляли 350-450 кН; во время перехода достигали 580-600 кН, после перехода снизились до 350 кН. Скорость смещения пород кровли в призабойном пространстве у вентиляционного

1. Елшин В.К. Использование потенциометра КСП-4 для исследований проявлений горного давле-ния.-Бюл. НТИ/Проблемы горного дела Севера. Якутск: ЯФ СО АН СССР, август 1981,с.35-38.

штрека, где кровля более устойчива и нет ледяных жил, составила 6-8 мм/сут., В зоне распространения ледяных жил у транспортного штрека - 10-11 мм/сут.

----------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2. Общие методические положения комплексного исследования проблем горной геомеханики. Л.: ВНИ-ТИ, 1970. 94 с.

3. Методические указания по исследованию горного давления на угольных и сланцевых шахтах. Л.: ВНИТИ, 1973. 102 с.

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

Елшин Владимир Константинович - старший научный сотрудник,

Шерстов Валерий Андреевич — доктор технических наук, главный научный сотрудник, Института горного дела Севера им. Н.В.Черского СО РАН.

--------------------------------------------- © Т.С Цидаев, В.И. Голик,

А.М Сатцаев, 2005

УДК 622.274

Т.С Цидаев, В. И. Голик, А.М. Сатцаев

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОВТОРНОЙ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Семинар № 11

Эксплуатация многих прежде дотационных рудников различных отраслей в условиях рынка стала невозможной по экономическим соображениям. Переживают глубокий кризис и рудники Садона (РСО - Алания), возраст которых исчисляется с 1843 г. Если в 1936 г. в Осетии производили весь свинец России и 63 % цинка, то в настоящее время периодическая добыча руд составляет только первые проценты от прежнего количества. В пустотах Садонских месторождений оказались отходы с содержанием, существенно превышающим современное плановое содержание, потому что в далеком прошлом закладкой являлся рудный материал с содержанием металлов около 2-3%.

Рудники Садонского СЦК объективно не могут быть рентабельными. Перспективы их существования связаны с использованием новых комбинированных технологий. В настоящее же время рудники занимаются преимущественно повторной добычей богатой металлоносной закладки, накопленной в недрах за вековую историю разработки месторождений.

Эффективность повторной разработки металлосодержащей закладки описывается экономико-математической моделью:

N М К Т Я

п = X X XXX

п=1 т=1 к=1 ґ=1 г=1

{°,° 1ат(1 рк )еп -т + 0,01аКт (1 Рк )£Кт '

1іР

1 - п,

"(А1к + А2к + А3к) + А4 + А5 + ^1А6 + ^2 А7

*(1 -ф-) }хА,(1

1 + а +

V

1 + а

• тах (1)

где П - прибыль от повторной разработки, ден. ед./год; N - товарная продукция по переделам, физ. ед.; М - извлекаемые металлы, физ. ед.; К -схемы добычи; Т - время, лет; Я - риск освоения технологий, доли ед.; Аб - объем добычи и переработки руд при базовой технологии, физ. ед.; q - доля прироста объемов добычи за счет повторной отработки, доли ед.;ат ,азт - содержание т - го извлекаемого металла в балансовых запасах и закладке, доли ед.; Рк, Пк - разубожи-вание и потери при к - той схеме добычи, доли ед.; є п - извлечение металлов по п переделам, доли ед.; Ц т- цена т-го вида металла, ден. ед./физ. ед.; А1к ,А2 к , А3 к - затраты на погашение геологоразведочных работ, на амортизацию, горно-подготови-тельные работы по объектам добычи, ден.ед./физ. ед.; А4 - затраты на последующие процессы добычи, ден.ед/физ. ед.; А5, А6, А7 -затраты на транспорт рудной массы до обогатительной фабрики, до потребителя концентрата, на усреднение рудной массы на рудничном складе, ден.ед./физ. ед.;у1, у2 - удельный выход с 1 т руды концентратов при обогащении и металлов, физ. ед.; ф - доля условно-постоянных затрат в себестоимости, доли ед.; щ Ї - коэффициент дисконтирования финансовых потоков, доли ед.; Зуб, Зут -затраты на складирование отходов и плата за превышение предельных норм концентрации вредных примесей, ден. ед.; є пот - снижение выхода отходов горного производства, физ. ед.

Рудовмещающую зону Садонского техногенного месторождения можно представить в виде тела размерами по простиранию 4 км, по падению 1,5 км с мощностью в десятки метров. Богатые руды расположены в верхней и в начале срединной частях, по падению содержание свинца уменьшается быстрее, чем цинка, в нижней части зоны содержание металлов уменьшается почти на порядок.

Выпуск металлоносной закладки в массовых масштабах влияет на геомеханику массивов и опасен динамическими формами проявления горного давлении, поэтому в определенных условиях технологии выпуска комбинируют с технологиям закладки пустот твердеющими смесями,

-а)щ + X X (— К)Є

} =1 щ=1

что еще более удорожает производство, но является необходимым условием.

Стоимость твердеющей закладки определяется в первую очередь ценой на цемент, поэтому стремятся использовать шлаковую закладку, в составе которой расход цемента достигает 80 кг/м3, а гранулированного шлака - 400 кг/м3.

Практикой урановых рудников подтверждено, что золы, шлаки тепловых электростанций и активные фракции хвостов обогащения руд по своему составу близки к стандартным цементам, используемым для приготовления закладки.

Среди этих материалов заслуживает внимания фосфогипс, образующийся при производстве экстракционной фосфорной кислоты из апатитов. По химическому составу фосфогипс на 90-95% состоит из двуводного гипса, поэтому его можно рассматривать как перспективный материал для получения вяжущего.

Учитывая большой выход фосфогипса и необходимость его утилизации, чаще всего ставится задача получения такого вяжущего из фосфогип-са, которое можно было бы применить для приготовления закладки без разбавления. Осваиваются такие параметры переработки фосфогипса, при которых его активность в возрасте 28 суток составляла бы 2.5-3.0 МПа.

Опытные композиции твердеющей закладки авторы составляли из вяжущего на основе фосфо-гипса, твердых тонкодисперсных отходов и природного кварцевого песка. В композиции «вяжущее - зола» компоненты соотносились 1:1 по массе. В композициях «вяжущее - хвосты» «вяжущее- песок» доля вяжущего из фосфогипса изменялась от 40 до 80 %. Водо-вяжущее отношение выбирали с учетом транспортабельности смеси.

Установлено, что прочность образцов на основе вяжущего из фосфогипса и хвостов, вяжущего и кварцевого песка при соотношении вяжущее - заполнитель 80:20 имеет наибольшую величину. С увеличением дисперсности заполнителя водо- потребность смеси возрастает. С введением пластифицирующей добавки водовяжущее отношение смеси снижается, а проч-

ность образцов увеличивается в 1,5-3 раза при сохранении той же подвижности.

Для улучшения свойств закладки вяжущее активировали в шаровой мельнице. При этом удельная поверхность составила б300 см2/г. Оптимальное время обработки -10-12 минут. Прочностные характеристики вяжущего увеличились в 1,5-2 раза по сравнению с базовым значением. В возрасте 28 суток предел прочности образца сжатию составил при отношении 0,8-б.8 МПа против 3.4 МПа; при отношении 1,0-4.2 М Па против 2.9 МПа.

Исследованиями доказана возможность получения вяжущего из фосфогипса с прочностными характеристиками, позволяющими использовать его в качестве вяжущего материала для приготовления твердеющей закладки. Свойства вяжущих из фосфогипса улучшаются введением в них химических и минеральных добавок. Рекомендуются химические добавки: NaCl, MgSO4, N2SíF6. Для повышения прочностных показателей и регулирования сроков схватывания используют соли азотной кислоты: Fe (NO3)3, Ca (NO3)2, Al (NO3)3 и др.

С изменением водо-вяжущего отношения прочностные показатели образцов из полугидрата фосфогипса значительно изменяются. Изменение водо-вяжущего отношения с 1,0 до 0,8 и 0,б увеличивает прочность образцов соответственно в 1,2 и 4 раза. Это свидетельствует о том, что при

снижении водопотребления смеси ее прочностные показатели можно увеличить.

Предел прочности при сжатии и изгибе образцов на основе вяжущего из фосфогипса имеет наибольшую величину при соотношении вяжущее: заполнитель 80:20. Прочность образцов зависит от доли заполнителя. Чем больше заполнителя, тем меньше прочность. С увеличением дисперсности заполнителя водо- потребность смеси возрастает. При соотношении вяжущее - заполнитель 60 : 40 для композиции смеси вяжущее из фосфогипса - песок отношение 0,71, для композиции смеси вяжущее -хвосты отношение 0,79 и для композиции смеси вяжущее из фосфогипса -зола отношение 1,04.

Полученные закономерности управления прочностью закладочных смесей является не используемым резервом повышения эффективности горного производства за счет рационального использования отходов. Использование вторичных ресурсов может облегчить финансовые затруднения горных предприятий при модернизации его производства.

Комбинированная эксплуатация техногенных запасов Садонских месторождений с применением для упрочнения массивов твердеющих смесей отходов производства повышает возможности обеспечения экономической и экологической стабильности рудников в условиях зарождения рынка.

---------------------------------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Чантурия В.А., Чаплыгин Н.Н. Недра и основные 2. Воробьев А.Е., Голик В.И., Лобанов Д.П. Приори-

положения экологической безопасности их освоения тетные пути развития горнодобывающего и перерабаты-//Горный журнал. - 1995. - №7. вающего комплекса Северо-Кавказского региона /Под

ред. акад. К.Н.Трубецкого. - Владикавказ, 1998. - 362 с.

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

Цидаев Т.С. — гл. инженер ССЦК.

Голик В.И. — доктор технических наук, профессор, СКГТУ. Сатцаев А.М. — инженер, СКГТУ.

1S7