CC BY
35
1НАР 15
1ЛД НА СИМПОЗИУМЕ
10СКВА.^МГГУ.я31яянваряя-я4яфевраляя2000я-одая
"НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 2
^ А.Д. Андросов, В.М. Власов, 2000
УДК622.371:622.275
А.Д. Андросов, В.М. Власов
СОСТОЯНИЕ РАЗВИТИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ РАЗРАБОТКИ КИМБЕРЛИТОВЫХ ТРУБОК
Самый богатый опыт добычи алмазов из коренных кимберлитовых трубок имеет ЮАР. В настоящее время основной объем добычи обеспечивают рудники «Премьер», «Финш», «Дютайтспен», «Бултфонтейн», «Де Бирс», «Весселтон» и «Коффифонтейн». В летописи освоения южноафриканских месторождений особое место занимает всемирно известная трубка «Кимберли». Трубка отрабатывалась открытым способом до глубины 130 м при транспортировании людей и руды по воздушной канатной дороге. Для этого старатели размещались на маленьких участках с оставлением между сдвоенными рядами участков дороги шириной 2,5 м, чтобы обеспечить доступ к любой части рудника. Карьер представлял глубокую пропасть овальной формы, где работало около 10 тыс. человек. Через весь этот громадный колодец тянулась густая сеть бесчисленных железных проволок, по которым с помощью проводов вытаскивали ведра с алмазоносной землей. Наверху землю крошили молотками и просеивали через сита, на сетках которых оставались алмазы. Скорости углубки участков зависели от сноровки рабочих, прочности пород и были разными, а котлованы, углубляясь по обе стороны дороги, часто подрезали ее, приводя к обрушению перемычек и гибели людей. Со временем некоторый прогресс в способе добычи алмазов все же замечался. Сначала канатная тяга воротков, которыми поднималась алмазоносная порода на поверхность, приводилась вручную. С 1874 г. начали применять конные вороты, а на следующий год - паровую подъемную лебедку.
Эксплуатация трубки ниже 130 м продолжалась с использованием подземных выработок до 1914 г. методом подэтажного обрушения, и глубина рудника составила 1074 м. Такую открытую выемку в земной коре не знает мировая практика горных разработок.
По аналогичным технологиям отра-батывались трубки «Де Бирс» (1871 г.), «Весселтон» (1881 г.) и др. В табл. 1 приведены основные параметры карьеров и рудников ЮАР по добыче алмазов. Из таблицы следует, что значительные глубины разработок, открытым до 430 м, подземным до 1074 м способами при малом содержании (0,09-1,18 кар/т) алмазов на месторождениях обусловлены качественными показателями, т.е. содержанием крупного класса ювелирных алмазов. Скорости углубки карьеров в зависимости от параметров рудных тел составили 2,8-22,8 м/год, а причины закрытия предприятий в отдельные периоды были вызваны низким спросом алмазов на рынке.
Ускоренное освоение алмазных месторождений в западной Якутии, начавшееся в 1959 г. с карьера «Мир», поставило перед наукой и производством сложные задачи. Аналогов разработки таких месторождений в мире не существовало. Незначительная толща перекрывающих трубки пород определили монополию открытых работ на многие годы. За этот период на карьерах (трубки «Мир», «Удачная» и т.д.) внедрялось новейшее горно-транспорт-ное оборудование, экскаваторы с ковшами емкостью от 0,5 м3 до 15 м3, автосамосвалы грузоподъемностью 10-150 т. Динамика изменения показателей оборудования по АК «АЛРОСА»
Таблица 1
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КАРЬЕРОВ И РУДНИКОВ ЮАР ПО ДОБЫЧЕ АЛМАЗОВ
приведена на рисунке. Рост единичной мощности погрузочного и транспортного оборудования карьеров способствовали снижению затрат на разработку, соответственно увеличению глубин открытых работ, производительности добычных комплексов и сокраще-
нию сроков освоения и отработки месторождений.
В табл. 2 приведены применяемые технологии в ЮАР (схема 1) и АК «АЛРОСА» (схема 2). В качестве основных характеристик карьеров и рудников выделены глубина, гра-
Таблица 1
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КАРЬЕРОВ И РУДНИКОВ ЮАР ПО ДОБЫЧЕ АЛМАЗОВ
Рудник Площадь рудного тела по дневной поверхн., га Средне содер- жание, кар/т Годы Эксплуатации Открытая разработка Подземная разработка
Открыты м Способо м Подземн. Способом Глу- бина М Технология транспорт Средн скорос ть углубк и, м/год Глубина, м Технология
Кимбер Ли 4 1,18 18671888 гг 18881914 гг 130 Ручная, воздушная канатная дорога 22,8 1074 Метод обрушения
Де Бирс 5,5 0,5 1871- 1885гг 18851908 гг 1963-по наст. вр 180 Ручная , воздушная канатная дорога 28,3 785 Метод обрушения
Вессел- Тон 10,37 0,28 18811930 гг с 1930 по наст. время 320 Ручная, воздушная канатная дорога 6,5 1096 Метод Обрушения
Дютойт Спен 12,75 0,19 19041930 гг с 1930 по наст. время 127 Воздушно- канатная, лошадина я тяга 8,2 800 Метод Обрушения
Коффи- Фонтей н 12,1 0,1 1870- 1930 1970- 1980 гг 1980- 1982 с 1986 по наст. время 240 н.д. 3,4 н.д. Система подэтажного обрушения, рудоспуски
Бултфо н- Тейн 9,5 0,31 19011930 гг с 1930 по наст. время 168 Воздушно- канатная дорога 5,8 более 500 Подэтажное обрушение
Ягерс-- Фонтей н 11,1 0,09 18711913 гг 19131971 гг 274 Воздушно- канатная дорога 6,5 770 Н.д.
Премье р 32 0,51 19021936 гг 19451979 гг 19792038 гг 190 Механичес кое боронован ие рудного тела, 1903г-меха- 2,8 760 Подэтажное обрушение
нические дробилки, 1919г-тяжелая жидкость
Финш 18 0,73 19661990 гг 1991 по настоящ. время 430 Автотранс порт, БВР, карьер- ные дробилки 17,2 более 700 Клетьевой подъем, рудоспуски, конвейера
ментов систем подземных технологий (схемы 1, 2, 3).
4. Подземный способ разработки на полную глубину разведанных запасов (схемы 6, 7).
Кроме перечисленных схем за последние годы создан ряд новых специальных и геотех-нологических способов разработки. Они могут успешно применяться в комбинированных схемах в сочетании с открытыми и подземными способами, преимущественно при доработке кимберлитовых трубок.
Рекомендации обсуждались на разных уровнях принятия решений. Для условий многолетней мерзлоты формирование высокоэффективных комбинированных схем возможно при рациональном сочетании параметров открытых и подземных работ, при котором наилучшим образом используются карьерное пространство и подземные выработки, сохраняется монолитность массива вечномерзлых пород и создаются благоприятные условия эксплуатации оборудования. Закономерно, что открытый способ имеет преимущества в процессах погрузки и бурения благодаря применению мощного оборудования, подземный выгоден в процессах подъема горной массы по шахтным стволам. Однако в комбинированных схемах для условий Севера наиболее простые высокопроизводительные крутонаклонные конвейерные подъемники в стволах могут составить существенную конкуренцию с вертикальным шахтным подъемом. С точки зрения экологичности отдавать предпочтение только подземным технологиям является не всегда верным, поскольку в случае возникновения
опасной геодинамической обстановки в регионе, вызванной образованием подземных пустот, затраты на нормализацию ситуации могут стать непредсказуемыми.
Кимберлитовые трубки являются уникальными природными образованиями, отличающимися как морфологией, так и физическим типом алмазов на месторождениях. При выборе способа разработки могут возникнуть неординарные ситуации, когда размер получаемой прибыли впрямую будет зависеть не только от качества кристаллосырья на месторождении, но и от применяемой технологии при существующем уровне рыночных отношений. Поэтому возможность выбора одного из вариантов технологических решений наряду с горно-геологи-ческими (глубина залегания, запасы месторождения) и горнотехническими (устойчивость бортов открытых выработанных пространств, размеры рабочей зоны и. т. д.) факторами зависит от качественных показателей кристаллосырья (процент ювелирных алмазов, форма, размеры, тип кристаллов и. т. д.), экологических факторов, объемов и сроков выделяемых инвестиций. Чем качественнее ювелирные алмазы на кимберлитовых трубках, тем будет выгоднее применять щадящие технологии алмазодобычи даже при существенном снижении производительности добычных работ. Комплексный учет перечисленных факторов при выборе комбинированных схем обеспечит высокую экологичность разработок, крупные ресурсосбережения и максимальный выход качественных алмазов.
■У
Андросов Артур Дмитриевич - профессор, доктор технических наук, кафедра горного отделения, Якутский государственный университет.
Власов Василий Михайлович - кандидат технических наук, Председатель Правительства Республики Саха (Якутия).
•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••у
Таблица 2
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИМЕНЯЕМЫХ И РЕКОМЕНДУЕМЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОТРАБОТКИ КИМБЕРЛИТОВЫХ ТРУБОК
