CC BY
19
© А.Д. Андросов, B.C. Сорокин, 2013
УДК 622.371:351.345
А.Д. Андросов, В.С. Сорокин
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТКИ МАЛООБЪЕМНЫХ КИМБЕРЛИТОВЬХ ТРУБОК И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ИХ ОСВОЕНИЮ
При отработке малообъемных кимберлитовых трубок предлагается вертикальная схема подъема горной массы из глубоких горизонтов карьера с новым комплексом погрузочно-транспортного оборудования. В статье также рекомендуется развивать мини-металлургическое производство на базе минерального сырья малых трубок, содержащих мелкие ценные минералы.
Ключевые слова: малообъемные кимберлитовые трубки, технологические особенности, нестандартная техника, бестранспортная схема, специальные сосуды, удельный расход ВВ, клетевой подъемник, традиционная технология, экологическая ситуация, мини-металлургическое производство.
На территории Республики Саха (Якутия) обнаружено около 1000 кимберлитовых тел, среди которых 130 алмазоносных и не более 12 промышленных коренных месторождений. Количество и размеры кимберлитовых тел девяти алмазоносных районов Западной Якутии приведены в табл. 1.
Из табл. 1 следует, что количество даек и жильных тел выше, чем трубок. В них сосредоточены значительные запасы дорогостоящего алмазосодержащего сырья, а формы и размеры кимберлитовых трубок весьма разнообразны.
В табл. 2 в систематизированном виде представлены параметры наиболее известных и эксплуатируемых кимберлитовых трубок и их формы.
Из данной таблицы следует, что малыми трубками следует считать рудные тела размером (50х54 м2) -(б5х50 м2). Такие параметры трубок обуславливают необходимость принятия нетрадиционных решений к тех-
нологии их отработки, преимущественно по причине ограниченности внутрикарьерного пространства. То есть особенность их разработки заключается в приспособлении параметров принятого оборудования к изменяющимся горнотехническим условиям эксплуатации месторождений малых трубок. При этом не исключается возможность использования нестандартной техники и необычных схем перемещения горной массы из глубоких горизонтов карьера. В конечном итоге комплекс технологических приемов по отработке трубок должен обеспечивать снижение суммарных затрат на горные работы за весь период эксплуатации месторождения, ж
^ -* тпхщ 1
где З( - затраты 1-го года эксплуатации месторождения, долл; п - срок эксплуатации (отработки) малой ким-берлитовой трубки, лет.
Таблица 2
Объемные характеристики кимберлитовых трубок [1]
Таблица 1
Количество и площадь кимберлитовых трубок Западной Якутии [1]
Алмазоносный район Площадь трубок, га Количество
0,1-0,5 0,5-2 2-6 6 Трубок Жил Алмазо-нос-ность
Мало-Ботуобинский 2 3 2 1 7 3 7
Алакитский 9 10 8 3 33 - 27
Далдынский 14 17 7 4 42 4 32
Верхне-Мунский 5 - 2 2 9 - 9
Средне-Оленекский: 40 17 5 4 77 63 12
Огонньор-Чомурдахский 8 2 1 - 11 5 5
Верхне-Мотурчунский - 1 1 3 4 3 4
Омонос-Укукитский 8 3 1 - 12 50 3
Нижне-Укукитский 22 1 - - 23 2 -
Омонос-Кутугунский 12 11 2 2 27 - 1
Нижне-Оленекский: 15 9 2 - 26 8 -
Мерчимденский 7 5 1 - 13 4 -
Беенчиме-Куойский 8 4 1 - 13 4 -
Приленский 11 5 1 - 17 6 1
Куанапский 76 46 16 4 142 39 25
Верхне-Алданский 4 4 2 1 12 3 -
Объемно-морфологический тип кимберлитовых трубок Размер трубок м2 (в плане) Форма трубок (в плане) Характерные ким-берлитовые тела
Цилиндрический Средние (120х112) Овально-округлая Интернациональная
Мелкие (50х50) Овально-округлая Им. XXXIII съезда КПСС
Остроконический Крупные (450х350) Овальная Мир
(320х200) Овальная Удачная-западная
Средние(100х60) Овальная Спутник
(150х140) Овальная Таежная
Мелкие (65х50) Овальная Дачная
Уплющенно-конический Крупные (1200х150) Вытянутая Юбилейная
(560х120) Вытянутая Сытыканская
(800х120) Вытянутая Айхал
Средние (290х90) Вытянутая Амакинская-северная
В настоящее время создано принципиально новое техническое решение по разработке малых трубок по бестранспортной схеме [2]. Такой способ отработки исключает затраты на транспортирование горной массы
благодаря отсутствию в технологической цепи транспортного цикла. Один из вариантов технического решения, впервые запатентованного в России, приведен на рис. 1. Суть его состоит в формировании вертикаль-
а
■ чу ч>5
/ чЯ
\ /
А цбО
тг 71
1 17 ЗП
м
Рис. 1. Технологическая схема бестранспортной разработки малой кимберлитовой трубки с применением кранлайнов: а - расположение кранлайнов при вскрытии горизонтов карьера; б - схема работы кранлайнов при бестранспортной перевалке вскрышных пород; в -нарушенный карьером участок земной коры после восстановления: 1 - кимберлитовая трубка; 2 - борт карьера; 3 -кранлайн; 4 -временный отвал пустых пород; 5 - карьерное пространство; 6 - поверхность карьера после восстановления
Руда в специальных сосудах транспортируется автосамосвалами до обогатительной фабрики. В процессе выполнения данных технологических операций снижается трудоемкость
рекультивации нарушенных земель путем обратной засыпки вынутых пустых пород в карьерное пространство и последующего восстановления первоначального ландшафта рельефа поверхности земли. Существенным недостатком такого способа является усложнение организации буровзрывных и погрузочно-транспортных работ в процессе углубки карьера, вызванное стесненностью его рабочей зоны.
В этих условиях параметры БВР должны обеспечить равномерное и качественное дробление горных пород и руды за счет повышения равномерности распределения зарядов ВВ в разрушаемом массиве, которое может достигаться уменьшением сетки скважин. Однако сгущение сетки расположения скважин приводит к увеличению удельного расхода ВВ и как следствие к росту доли переизмельченной руды во взорванной горной массе, оказывающей отрицательное влияние на сохранность кристаллов алмазов. Одним из способов уменьшения сетки скважин без существенного повышения удельного расхода ВВ является применение скважин меньшего диаметра.
Другим направлением снижения удельного расхода ВВ является применение низкоплотных ВВ на основе полистирола [4]. Переход на мало-
Таблица 3
Стоимость минерального сырья (в долл)
Мелкие ценные минералы Пакет 10 г Банка 100 г Банка 75 мл Банка 500 г Пакет 1 кг
Золото 500 - - - -
Гематит - - 1,3 8 15
Глауконит светло-зеленый - - 2 - 21,7
Глауконит темно-зеленый - - 2,7 14,7 28,3
Ёимонит - 2,3 - 10,5 20
Сидерит - - 4 20,5 40
Шунгит - - 1,7 8 15
плотные ВВ снижает (примерно в два раза) плотность заряжания по сравнению со штатными ВВ и более чем в два раза уменьшает скорость детонации, что приводит к резкому падению бризантного действия взрыва. В конечном итоге происходит понижение интенсивности волны напряжений в ближней и средней зонах взрыва при сокращении выхода переизмельченной фракции вблизи заряда. Следовательно, вероятность повреждения кристаллов и зона вредного действия взрыва на высокоценное минеральное сырье, значительно ниже.
Для рационального использования ограниченного рабочего пространства карьера авторами предлагается новая вертикальная схема подъема горной массы с комплексом оборудования имеющего в своем составе:
контрейлер, клетьевой подъемник, перегрузочная площадка для перегрузки контрейлеров выкатом в кузова и дальнейшего транспортирования руды до обогатительной фабрики.
Рекомендуемая схема подъема, в отличие от аэростатических, специально наращиваемых подъемников башенного типа, шнекопневматиче-ских подъемников характеризуется простотой конструкции и обеспечивает существенное снижение капитальных затрат на ее создание [5].
Таким образом, правильный учет технологических особенностей позволит более эффективно отрабатывать малообъемные кимберлитовые трубки по вертикальной схеме подъема горных пород, при которой будут резко снижены объемы производства вскрышных пород по сравнению с традиционной технологией отстройки бортов под углами погашения, достигающими 60°. Эффективность от реализации новых технико-экономических предложений будет обеспечена снижением затрат на транспортирование горной массы, сокращением объемов грузоперевозок и улучшением экологической ситуации в районах ведения горных работ. Кроме того, в связи с созданием новой вертикальной схемы подъема горной массы появится реальная возможность развития мини-металлургического производства для попутного извлечения мелких ценных минералов, содержащихся в кимберлитовых трубках. К ним, в первую очередь, следует отнести гранаты, пиропы, кварц, магнетит, пирит, золото, хромдиопсид, ти-таномагнетит, галит, глауконит, лимонит и многие другие, в которых нуждается ювелирное, сварочное и металлургические производства. Стоимости отдельных видов мелких минералов приведены в табл. 3.
Из табл. 3 следует, что значительные резервы в повышении эффективности освоения беднотовар-ных кимберлитовых трубок можно реализовать за счет комплексной переработки минерального сырья с попутным извлечением мелких цен-
1. Аргунов К.П. Алмазы Якутии: физические, морфологические, геммологические особенности. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2005. - С. 16-21.
2. Пат. 2426882 РФ, МПК Е21С 41/26. Способ разработки малык кимберлитовых трубок / Е.Г. Егоров, А.Д. Андросов, Ю.Г. Данилов, А.А. Андросов. - опубл. В БИ. -2011 . - № 31.
3. Трубецкой К.Н., Домбровский А.Н., Сидоренко И.А. Высокоуступная технология открыпых горных работ на основе применения кранлайнов // Горн. Журн. -2005. № 3. - С. 40-43.
ных минералов. В конечном итоге комплексная переработка обеспечит дополнительный доход акционерной компании и экономическую стабильность ее развития в условиях возникновения кризисных ситуаций.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
4. Боровиков В.А., Андреев А.А., Еф-ремовцев Н.Н. Особенности детонации гранулитов, включая малоплотные полисти-ролсодержащие составы // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2007. - № ОВ8. - С. 53-60.
5. Актуальные проблемы разработки кимберлитовых месторождений: современное состояние и перспективы решения: Сб.докл.межд. научно - практической конференции «Мирный - 2001», 1-9 июля 2001 г.: Издательский дом «Руда и металлы», 2002. - С. 346-355. ЕШ
Л.Н. Ки НЕ Г«1
ПМПМйоЛ
HA'jrABÜTfcH
Практический курс геомеханики подземной и комбинированной разработки руд
Д.М. Казикаев, Г.В. Савич 2013 г., 2-е издание 224 с.
ISBN: 978-5-98672-341-9 UDK: 622.272:622.83
Рассмотрены наиболее характерные задачи геомеханики подземной и
_ комбинированной разработки рудных месторождений. В каждой главе
изложена методика решения одной или нескольких однотипных задач, также содержится информация об их месте и значимости в общем процессе освоения рудного месторождения.
Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» направления подготовки «Горное дело».
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Андросов Артур Дмитриевич - доктор технических наук, профессор кафедры горного факультета Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова, [email protected]
Сорокин Владимир Степанович - доцент кафедры открытые горные работы горного факультета Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова, убо[email protected]
ГОРНАЯ КНИГА
