CC BY
37
-------------------------------------------- © А. А. Смирнов, В. В. Яхеев,
В.Е. Бодалов, 2006
УДК 622.2
А.А. Смирнов, В.В. Яхеев, В.Е. Бодалов
ВЫБОР СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ ПРИ РУДНОЙ ПОДГОТОВКЕ ПО ФАКТОРУ ЗАКЛАДКИ
Семинар № 11
~И~Г ри подземной разработке место-
Ц. рождений полезных ископаемых используется два основных способа подготовки - полевой и рудный.
Полевой и рудный (пластовый) способы подготовки различаются по расположению подготовительных выработок относительно залежи (пласта) полезного ископаемого [1].
При полевой подготовке подготовительные выработки располагаются вне залежи полезных ископаемых на нескольких горизонтах.
При рудной подготовке все подготовительные выработки располагаются в руде.
В настоящее время при разработке богатых сульфидных медно-никелевых руд Октябрьского и Талнахского месторождений, отрабатываемых с закладкой и самоходным оборудованием, применяется полевой способ подготовки. При таком способе ведется строительство трех горизонтов: откаточного, пройденного ниже рудного тела на расстоянии 30-100 м; рудной подсечки, пройденной по самому рудному телу; вентиляционного - закладочного горизонта, пройденного выше рудного тела на расстоянии 15-50 м.
Как видно, затраты на осуществление рудной подготовки, по сравнению с полевой, в три раза меньше. Абсолютный эффект от рудной подготовки составит стоимость экономии на проходке откаточного и венти-ляционно-закла-дочного горизонтов. Учитывая, что стоимость проходки 1 мЗ горизонтальной выработки составляет порядка 60-100 $, а при подготовке длина выработок составляет несколько километров, то при-
менение рудной подготовки даст огромный экономический эффект по капитальным затратам на проходке. Кроме того, рудная подготовка даст выигрыш во времени подготовки, что позволит начать эксплуатацию месторождения на несколько лет раньше, что также принесет экономический эффект.
В технологических регламентах института «Г ипроникель», выводы которых обобщены в работе [2], замечается что, подготовку большинства северных залежей богатых руд, имеющих небольшие мощности (от 1 до 10 м) технологически нерационально и экономически неэффективно проводить по традиционной для норильских рудников полевой схеме. Рудная подготовка в чистом виде на большинстве залежей (или их участков) технологически трудно осуществима, по причине выявленных сложностей с вентиляцией, закладкой и транспортом.
Так по данным работы [3], экономичная работа самоходного оборудования обеспечивается в диапазоне углов преодолеваемого уклона (подъема) от -8° до +8°.
Основное назначение закладки - управление горным давлением, обеспечение наиболее полной выемки руд и сохранение сплошности массива налегающих пород, т. к. в них залегает мощный горизонт вкрапленных руд, планируемый к отработке в дальнейшем. Закладка осуществляется твердеющими смесями
Для закладки, существенным условием ее без проблемной подачи, является постоянный наклон трубопровода в сторону движения материала и отсутствия участков трубопровода, идущих на подъем. При таких условиях закладка может осуществляться в
самотечном режиме, не вызывая необходимости создания в закладочных трубопроводах избыточного давления, использования подкачивающих насосов для подачи закладочной смеси на подъем и позволяет исключить вероятность гидравлических ударов.
Для обеспечения полноты закладки выработанного пространства очистным выработкам необходимо придавать уклон не менее угла растекания закладочной смеси. По данным работы [4], он составляет не менее 1°. Увеличение угла наклона очистной выработки до 8° не приведет к осложнению ведения закладочных работ, а только улучшит полноту закладки выработанного пространства.
Таким образом, для рудной подготовки месторождений, отрабатываемых системами с закладкой и использова-нием самоходного оборудования, наиболее благоприятны условия пологих маломощных рудных тел, не осложнённых крупными тектоническими нарушениями (особенно взбросами), падающих под углом от -1° до -8°, что обеспечивает идеальные условия для работы самоходного оборудования и ведения закладочных работ.
Для обеспечения рудной подготовки наклонных рудных тел (с углом падения более 8°) необходимо располагать подготовительные и очистные забои диагонально, с углом наклона выработок не выходящим за установленный предел в - 8°.
Рудная подготовка по причине своей новизны для месторождений Талнахского рудного узла, требует детального уточнения всех своих параметров, и в частности совместимости применяемых систем разработки к рудной подготовке.
Цель данной работы произвести выбор оптимальной системы разработки, использующей самоходное оборудование с точки зрения закладочных работ.
Оптимальным решением, называется решение, которое учитывает все факторы [5].
В настоящее время на рудниках Талнах-ского рудного узла разработка ведется слоевыми и камерными системами с полной за-
кладкой выработанного пространства. Очевидно, что и при рудной подготовке отработка залежей будет вестись этими двумя системами, как наиболее апробированными для условий Талнаха.
Варианты слоевых систем различаются порядками выемки слоев - восходящим, нисходящим и комбинированным. При слоевых системах разработки рудное тело (или его часть) в плане разделяют на панели (секции), а панели - на вертикальные (крутонаклонные) полосы (ленты), шириной 4-8 м. Каждую полосу (ленту) делят по вертикали на горизонтальные слои не превышающие мощность 12 м. Очевидно, что слоевые системы применимы только на мощных залежах, начиная с мощности залежи не менее 12 м.
Полоса (лента) отрабатываемая на всю мощность рудного тела без деления на слои в таком случае является камерой.
При разработке рудных тел (залежей) малой мощности деление на слои не целесообразно. В этом случае, в силу вышеназванных причин, отработка ведется камерной системой. Так как, рудная подготовка предназначена для маломощных залежей, их отработка очевидно будет вестись только камерной системой разработки.
Слои и камеры отрабатываются как в сплошном, так и в камерно-целиковом порядке, типичная ширина панелей - 120 м. Полностью используется самоходное дизельное оборудование.
Камерно-целиковый порядок отработки по сравнению со сплошным обладает очевидными преимуществами - он позволяет обеспечить высокую производительность выемки со сравнительно невысокими потерями и разубоживанием. Более высокая производительность обеспечивается тем, что при камерно-цели-ковом порядке возможна одновременная работа в нескольких камерах при совмещении разных работ, в том числе и закладочных. Поэтому при таком порядке в одной панели возможно проведение различных видов закладочных работ, рассредоточенных по площади самой
панели, как-то сама закладка, монтаж трубопроводов, монтаж перемычек.
При сплошном порядке отработки, в силу маломощности залежей, работы можно будет проводить только в одной камере, поэтому естественно производительность сплошного порядка по сравнению с камерно-целиковым будет ниже.
Таким образом, камерно-целиковый порядок отработки по сравнению со сплошным обеспечивает более высокую производительность отработки, в том числе, и по закладочным работам, так как позволяет одновременно совмещать различные виды закладочных работ.
Наличие пройденных камер, можно рассматривать как выработки аварийного сброса закладочного бетона (КАСБ), в которые сбрасывается закладочная смесь при авариях и при наличии излишков, возникающих при закладке предыдущих камер.
Камерно-целиковый порядок по сравнению со сплошным более экономичен по закладке, так как позволяет на 100 % использовать подаваемую закладочную смесь. В то
1. Горное дело.Терминологический словарь. 2-ое издание. - М.: Недра, 1974 с. 291
2. Смирнов А.А., Яхеев В.В., Воробьев В.Л., Ярошенко К.П., Мишанов В.А. Основные особенности разработки северных залежей Талнахского и Октябрьского месторождений. Ж. «Цветные металлы» №12 2004, С. 15-17.
3. Нормы технологического проектирования подземного способа разработки месторождений руд цветных металлов с применением само-
время как при сплошном порядке отработки, при аварийных ситуациях, ошибках и несогласованности работ, закладку необходимо будет сбрасывать на почву подготовительных выработок, что будет приводить к её потере. Это будет создавать аварийные ситуации на тех участках выработок, где будет сброшена закладка, и тех участках, куда ведут эти выработки. Это как минимум на 1,5 суток приостановит добычные работы на этих участках. Сутки уйдет на затвердение закладки и минимум еще одна рабочая смена на очистку выработок от сброшенной закладки. В этот период движение самоходного оборудования по этим выработкам будет затруднено или не возможно. Всё это приведет к удорожанию стоимости добываемой руды при сплошном порядке отработки по сравнению с камерно-целиковым.
При рудной подготовке по фактору закладки, вышеназванные причины делают предпочтительнее, выбор камерной системы разработки по сравнению со слоевой, и ка-мерно-целиковый порядок отработки, по сравнению со сплошным.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ходного оборудования. ВНТП 26-84.Минцветмет СССР. М. 1985. - 82 с.
4. Технологическая инструкция по производству закладочных работ на рудниках Норильского комбината. ТИ 0401.14.44 - II - 66 -86. МЦМ СССР. Союзникель. Норильский ГМК им. А.П. Завенягина. 1986. - 55 с.
5. Оптнер С. Л. Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем. М., Советское радио. 1969, 216 с.
— Коротко об авторах ------------------
Смирнов А.А., ЯхеевВ.В. - институт "Гипроникель", Бодалов В.Е. - ЗФ ОАО "ГМК "НН".
