CC BY
31
© Х. Бреденханн, И.Е. Кузьмина, А.Р. Узбекова, 2003
УДК 622.371
Х. Бреденханн, И.Е. Кузьмина, А.Р. Узбекова
ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМ С САМООБРУШЕНИЕМ ПРИ ОТРАБОТКЕ КИМБЕРЛИТОВЫХ ТРУБОК
Окончание отработки кимберлитовых трубок Якутии открытым способом и переход к подземному способу разработки вызвали множество споров о системах разработки, приемлемых для дальнейшей добычи запасов подземным способом. Такая неоднозначная ситуация при выборе возможных систем подземной разработки кимберлитовых месторождений сложилась из-за отсутствия опыта отработки кимберлитовых руд, суровые климатические и сложные гидрогеологические условия.
Высокая производительность алмазодобывающих рудников в Африке вывела этот континент на первое место в мире по объемам добычи алмазов. Наиболее важные алмазоносные районы располагаются в Южной, Западной и Восточной Африке. В Южно-Африканской республике алмазные месторождения находятся в бассейнах рек Оранжевой и Вааль, в Южном и Юго-Западном Трансваале, в прибрежной полосе Атлантического океана длиной более двухсот километров, и других территориях.
В настоящее время переход к рыночной экономике привел к необходимости рассмотрения вопроса подземной отработки крупных месторождений Якутии такими системами подземной разработки, которые характеризовались бы низкими затратами.
Опыт разработки коренных кимберлитовых месторождений в ЮАР показывает, что применение систем разработки с обрушением руды и вмещающих пород позволяет обеспечить высокую производительность и низкие затраты на добычу. Этому обстоятельству способствует невысокая крепость и развитая трещиноватость, характерная для кимбер-литовой руды.
Исторически при разработке кимберлитовых руд использовались такие системы, как подэтажное обрушение, этажное принудительное обрушение, система разработки с открытыми уступами, различные варианты самообрушения и др.
Эффективность применения систем с самообрушени-ем очевидна, так как их внедрение позволило вести отработку месторождений с очень низким содержанием полезного компонента. К примеру, рудник Коффифон-тейн, ЮАР, разрабатывающий кимберлитовую трубку с низким содержанием алмазов, на протяжении своей более чем столетней истории, несколько раз закрывался как нерентабельный и перепродавался разным компаниям (таблица).
Основные экономические преимущества систем разработки с фронтальным самообрушением, применяющихся на руднике Коффифонтейн в настоящее время:
1. Стадийные капитальные затраты. Не обязательно формировать сразу всю инфраструктуру добычного фронта для обеспечения непрерывного процесса обрушения. Это оказывает положительное воздействие на распределение денежных потоков.
2. Использование полупостоянных пунктов выпуска руды. Стационарные пункты рудовыпуска не требуются, поэтому затраты на строительство добычных горизонтов могут быть
ниже.
ИСТОРИЯ РУДНИКА КОФФИФОНТЕЙН
Месторождение обнаружено: 1870
Периоды приостановки работ 1892-1893 1932-1971
Ведение открытых горных работ 1971-1981
Переход к подземной разработке 1981
Прекращение работ 1982
Возобновление работ 1987
3. Меньший объем подготовительно-нарезных выработок. Это хорошо видно на одном из планов добычных горизонтов (рис. 1).
4. Добычные работы могут вестись на верхних горизонтах при одновременной добыче на нижних горизонтах (рис. 2).
5. Более низкие затраты на бурение и взрывание. Требуется меньший объем бурения и взрывания, чем для обычного метода с использованием БВР. При отработке открытым способом с использованием БВР 100% добываемой руды должно быть предварительно взорвано. При системе с фронтальным самообрушением взрывается всего лишь 15% разрабатываемых запасов (на стадии подсечки).
Рудник Коффифонтейн перешел в разряд рентабельных и имеет устойчивую перспективу вследствие применения систем с подэтажным обрушением и фронтальным самооб-рушением (рис. 3). Кроме того, отработка трубки системой с самообрушением позволяет снизить негативное влияние
Рис. 1. План добычного горизонта 48
взрывных работ на качество кристаллов.
Рис. 2. Ведение добычных работ на горизонтах 48 и 49
Учитывая многообразие систем с обрушением необходимо отметить, что в каждом случае выбор системы нужно осуществлять исходя из горнотехнических особенностей и горно-геологических условий, присущих месторождению.
В качестве вывода можно отметить, что, опираясь на опыт отработки кимберлитовых трубок в ЮАР, не следует игнорировать возможность применения систем с обрушением. Однако, учитывая климатические условия Якутии необходимо четко контролировать и проектировать параметры системы, принимая во внимание такие характеристики месторождений, как смерзаемость, слеживаемость пород и наличие агрессивных подземных вод. В этих условиях, возможно вести отработку месторождений системой с подэ-
Рис. 3. Изменение стоимости добычи на тонну руды на руднике Коффифонтейн, по годам
тажным обрушением руды, отбивая в подэтаже столько руды, сколько может быть вывезено погрузо-доставочными машинами в течение одной смены.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Бреденханн Х. — технический директор, представительство компании Де Бирс в Москве, Кузьмина И.Е. - экономист, МГГУ Узбекова А.Р. - бакалавр, МГГУ
