автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Адаптация технологии разработки к зональным характеристикам сложноструктурных золоторудных месторождений

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ПО КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА им.Д.А.КУНАЕВА

г; о од

На правах рукописи БАСИБЕКОВ Бейбитжан Сабргалиевич

АДАПТАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ К ЗОНАЛШШ ХАРАКТЕРИСТИКАМ СЛОЙНОСТРУКТУРНЫХ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

05.15.02 - Подземная разработка месторождений полезных ископаемых

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Алматы - 1996

Работа выполнена в Институте горного дела им.Д.А.Кунаева Национальной академии наук Республики Казахстан

Научный руководитель - доктор технических наук

ПРОКУШЕВ Г.А.

Официальные оппоненты: - доктор технических наук,

профессор ЧАБДАРОВА Ю.И.

- кандидат технических наук ■ ЛЕРМАН Б.Д.

Ведущее предприятие - Казахский национальный технический университет

Защита состоится 1996 г. в /#^час. на

заседании специализированного совета Д 053.14.01 при Институте горного дела им.Д.А.Кунаева НАН РК по адресу: 480046, г.Алматы, пр.Абая, 191 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института горного дела им.Д.А.Кунаева НАН РК.

Автореферат разослан января 1996 г.

ОЕЩЯ ХАРАКГьРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Крупные месторождения золота и редких металлов обычно характеризуются сложной структурой рудньгх залежей, изменчивость» устойчивости руды и вмещающих пород, значительными колебаниями в степени оруденения и характере минерализации рудо -носних зон. В этих условиях существующая ориентация на применение на месторождении одной системы разработки, адаптируемой ко всему диапазону изменения условий, ж« обеспечигает высокой интенсивности добычи руды. Обычно используемые на практике варианты слоеиого обрушения при удовлетворительных показателях качества отработки месторождения характеризуются высокой трудоемкостью добычи руды , требуют большого рясхода дефицитного и дорогого в условиях Казахстана леса.

Применение более производительных и ресурсосберегающих технологий с подзтажной выемкой руды сопровождается недопустимым уровнем потерь и разубоживамия (до 1Ь-20',5) ценного полезного ископаемого и технически неприемлемо для отработки маломощных рудных зон.

Н последнее время замегчое сокращение потерь (до 4-6%) на рудниках цветной металлургии достигается за счет применения выемки руд под искусственной кровлей при систет.-ах разработки с закладкой или с обручением налегающих пород. Наибольшее распространение получили варианты с камерной выемкой руды, отличагшесп высокой производительностью, но недостаточно адапткянне к условиям разработки месторождений с выраженной изменчивостью условий залегания рудных тел. Несоответстгг. 1е постоянных, принятых проектом параметров очистной выемки изменягга;и?лся элементам эалегачия рудных тэл и устойчивости рмещаюч^го пассива вызывает повышение авар:1Яности горных работ и снижение показателей извлечения полезного ископаемого.

Цель работы - установлений зависимостей изменения паре.мотроп очисткой выемки о? конструктивных и технологических характеристик искусственной кровли, что позволит повысить интенсивность разрэ -ботки сложноструктурчых месторождений цзнмъэс руд.

Основная идея работы захлячаотсп в райониросакии слоотострук-турного месторождения на технологические зоны и адаптации тзхко -логий разработки к зональным условиям фор'ировгняе-м искусственной кровли с необходимей конструктивными и технологктескигги хэрзкте-ристикями.

Задачи исследований:

- обоснование критерия районирования сложноструктурных месторождений и выделение технологических зон для его отработки ;

- совершенствование вариантов систем разработки разных классов с выемкой руды под искусственной кровлей ;

- установление зависимостей изменения параметров очистной выемки от конструктивных и технологических характеристик искусственной кровли ;

- опытно-промышленные испытания и оценка эффективности разработанных технологий.

Методика и объект исследования. В основу метода исследования заложен системный подход к изучению и построению технологии разработки сложноструктурных месторождений. В диссертации применен комплексный метод исследования, включающий анализ и научнее обобще -ние отечественного и зарубежного опыта, аналитические и экспери -ментальные исследования, методы научного прогноза,статистическую обработку экспериментальных данных, методы физических и химичес -ких анализов вещественного состава изучаемых сред.

Объектом исследования являются технологии разработки залежей ценных руд с использованием искусственного ограждения очистного пространства. В качестве объекта применения разработанных технологий рассматривается Бакырчикское золоторудное месторождение.

Зд-цчщчеыые научные положения:

- интенсивность разработки сложноструктурных месторождений ценных руд повышается за счет районирования рудной залежи на технологические зоны и адаптации выбранных систем разработки к зональным условиям введением технологического процесса разделения контакта руца - порода.и использованием рациональных конструкций ис -кусственной кровли ; -

- показатели извлечения руды при добыче находятся в зависимости от совокупного влияния высоты отбиваемого слоя руды, мощ -мости и угла падения рудного тела, физико-механических свойств обрушаемой горной массы и динамической устойчивости искусственной кровли воздействию взрыва ;

- эксплуатационная скорость возведения искусственной кровли очистного пространства находится в прямой линейной зависимости от производительности забойного рабочего по выемке руды из монтаж -иого слоя.

Достоверность научных положений и результатов обеспечена:

- надежность*; к представительностью исходных данных, собранных з течение 10 лет ;

- сопоставлением теоретического прогноза с результатами экс-пвримента и промышленного внедрения разработок ;

- сравнением полученных результатов с данными аналогичных исследований и практики в СНГ и в странах дальнего зарубежья;

- эффективностью внедрения созданных технологий разработки ценных руд под искусственной кровлей.

Научная новизна работы состоит в:

- использовании в качестве критерия районирования сложност -руктурных месторождений технологического параметра - рационального шага погашения выработанного пространства;

- разработке новых технологических схем формирования искусственной кровли повышенной несущей способности, защищенных авторскими свидетельствами на изобретения ;

- установлении аналитических и эмпирических зависимостей показателей извлечения и эффективности добычи руды под искусствен -ной кровлей, отличающихся учетом сошестного влияния технологических и конструктивных факторов.

Личный вклад автора состоит:

- в разработке технологических схем возведения гибких паре -крытий и очистной выемки руды под ним ;

- установлении аналитических и эмпирических зависимостей потерь и рааубоживания, а также эффективности добычи руды с применением гибкого перекрытия от природных и технических факторов ;

- в разработке составов твердеющих закладочных и защитных смесей ;

- в составлении практических предложений, технологических регламентов для проектирования и непосредственном участии в испытаниях и внедрении созданных технологий га рудниках Казахстана.

Практическое значение диссертации состоит в разработке:

- эффективной технологии выемки руды под гибким перекрытием, обеспечивающей повышение полноты извлечения полезного ископаемого из недр до 0,94-0,96, снижение его разубоживания при дсбьгаа

до 3-Ь% и повышение производительности забойного рабочего на 50-10056;

- эффективной технологии выемки руды под искусственным ограждением очистного пространства массивом пластифицированной зак -ладки, обеспечивающей снижение потерь и разубоживания руды до

3-5% ;

- рациональных конструкций и технологии монтажа гибких перекрытий, обеспечивающих снижение расходов материалов на 10-15% и

уменьаение затрат на монтаж перекрытия на 14-10%.

Реализация рекомендаций в промышленности. Технология разра -ботки месторождений ценных руд с применением гибких перекрытий внедрена в широких масштабах на рудниках Бакырчикского и Целинного комбинатов. За внедрение этой работы в производство творческий коллектив с участием автора диссертации удостоен премии Совета Министров Казахской ССР за 1989 г.

Составлены срочный технологический регламент на проектирование системы разработки с закладкой, производство закладочных ра -бот и строительство закладочного комплекса на Бакырчикском руднике, а также техническое задание на проектирование закладочного комплекса для Бакырчикского рудника.

Использование результатов работы обеспечило безопасную и эффективную разработку Бакырчикского месторождения с получением экономического эффекта при долевом участии автора в размере более 1,4 млн,рублей.

Апробация работы. Основные результаты исследований по диссертации докладывались на Всесоюзных научно-технических конференциях: "Совершенствование подземной' разработки месторождений руд черных и цветных металлов", (Алма-Ата,1984) ; "Перспективы развития технологии подземной разработки рудных месторождений",(Москва,1985); "Теория и практика проектирования, строительства и эксплуатации высокопроизводительных подземных рудников" (Москва,1990); на республиканской научно-практической конференции "Разработка научных основ комплексного освоения месторождений с учетом изменения минерально-сырьевой базы действующих рудников", (Алма-Ата, 1989).

Технология разработки ценных руд с применением гибких перекрытий демонстрировалась на выставках, где была отмечена дипло -мам и. I и ¡1 степени ВДКХ КазССР и бронзовой медалью ВДНХ СССР.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, в том числе 7 научных статей и получено 2 авторских свидетельства на изобретение.

Объем и структур", работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, выполнена на 195 страниц машинописного текста, включая 46 рисунков и 34 таблицы. К работе приложены список использованной литературы из 136 наименований, необходи -мыо расчетные материалы и документы по внедрению разработок на 31с.

Исследования по теме диссертации выполнены в Институте горного дела им.Д.А.Кунаева HAH Республики Казахстан и на горнодо -бывающих предприятиях Казахстана в 1Э82-1994 гг. по планам науч-

но-исследовательских работ, утвержденным Президиумом АН КазССР, Министерством цветной металлургии КазССР, а также по Целевой комплексной программе строительства и реконструкции закладочных комплексов на предприятиях цветной металлургии СССР.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Значительный вклад в развитие подхода к разработке месторождений, основанного на районировании их по качественным характе -ристикам рудоносных зон, создании и совершенствовании перепек -тивных технологий для селективной выемки ценных руд внесли: М.И. Аголк«в, Д.М.Бронников, П.И.Городецкий, Н.В.Дронов, А.Е.Ергалиев, Е.З.диганов, Н.Ф.Замесов В.Р.Именитов, А.А.Лисоиков, М.Н.Цыгалов, Ю.И.Чабдарова, Н.И.Чесмокоз, В.А.Шестакоа, А.В.Ярков и др.

Обычно районирование месторождения связывается с необходимость«} выделения различных сортов руды, зонирования рудной залежи но особым условиям отрабогкг (пожароопасность, охрана поверхностных объектов от сдвижения, наличие тектонических зон и др.). При лрооктировании разработки слокноструктурных месторождений нередко в>;1и;пст технологии добычи руды, обладающую способностьюадап-тиромтыи л изменениям характорчетах рудос.'е^чющнго массиг-л в диапазоне, свойственном для всего захтного поля. 3 работе показано преиму::;естно районирования месторолденнП дня отработки техно -логическими зонами, состояло в уменьшении пнутриэональноЯ дис -персич характеристик среды, пропорциональном количеству эчдвля.е -иых зон.

Районирование м е с т о р о ж д е и я л. При выборе рациональной технологии разработки определяющую роль играет ценность рудп, ^с^кпсть и угол падения рудных т«зл, устоЯчи -зссть обна.тсниК рудного и гкецатудаго массивов, возможность обручения пород налегшее?» то.^ци. Среди золотпруднмх мееторолсдений Казахстана наиболее сложи..?.«! условия:'« отработки характеризуется Глккрчикское, золотэмшзьякосистие рудные тела которого залпгаят з минерализованных зоту., приуроченных к зонам интенсивного смятия, дробления ¡1 ргссланцевания тссига, пр-здетавленного сульфн-дкзированнкми, серицитизировяниучи, оквярцеванн'гми, карбона тизирэ-аакнымн и каолпнизироланными породами.

Мощность рудных тел изменяется от 1-1,5 до 60-70 м в раздувах. Угол падения варьирует от 10 до 70° и составляет, в среднем, 33-40°. Характерны:.« является отсутствие чгткой границы кеяду промышленными рудными телами и в?ге:;?ж;кми порода?«!.

Основными факторный, определяющими устойчивость обнажений, являются прочность пород, площадь обнажения и структурные свой -ства массива, определяемые его слоистостью и трещиноватостыо.Расстояние между трещинами в алевролитах 0,1-0,7, в песчаниках -0,2-1,5 м. Размеры структурных блоков, ограниченных трещинами: в алевролитах от 0,1x0,25x0,35 до 0,4x0,6x0,7 м, в песчаниках от 0,2x0,35x0,9 до 0,35х 1,1 х 1,5 м. В алевролитах и сланцах, вмещающих рудные тела, выражена сланцеватость с размерами отдель-ностей 2х 5х 10 см.

Значительная часть запасов месторождения сосредоточена в сближенных рудных телах, разделенных прослоями мощностью от I до 12 м. По виоячему и лежачему бокам рудных тел находится минерализованная зона, представленная забалансовой рудой. При валовой выемке возникают благоприятные условия для применения системы раз -работки с гибким перекрытием. Однако, вовлечение в добычу забалансовых руд снижает среднее содержание металла в добываемой руде и повышает себестоимость конечной продукции. Компенсация повышения стоимости концентрата достигается снижением себестоимости добываемой руды при объединении сближенных рудных тел. Для оценки эф -фиктивности вариантов разработки сближенных рудных тел в работе принят показатель, выражающийся прибылью, отнесенной к затратам труда. Совместная выемка целесообразнее раздельной при условии

Cfi

5ГМЛ4 > ЭРХШ >

op 2 3s -o(.i' m • где Эрапд • —!-— средневзвешенная эффективность раздель-

— mt Ной отработки i-x рудных тел, тенге/чел.-смену; di - содержание металла в L -ом рудном теле, г/т; л?« - мощность ¿-го рудного тела, м.

Просчетом вариантов отработки на ЭВМ решается задача по выбору наиболее эффективного. Рассмотрены три группы вариантов.

I группа. Мощность рудных тел, разделенных прослоем, не превышает 6 м. При раздельной выемке рудные тела отрабатываются слоевым обруиенисм, при валовой - подэтажным обрушением с гибким перекрытием.

П группа. Мощность одного из рудных тел менее, а другого свыше 6 м. Рудное тело меньшей мощности при раздельной выемке отра -ввтывается слоевым обрупением, болыаей - подэтажным обрушением с гибким перекрытием.

ill группа. Мощности рудных тел превышают 6 м. Раздельная и совместная выемка осуществляются системой подэтожного обручения с гибким перекрытием.

Эффективность совместной выемки зависит от мощности разделяющего прослоя и содержания в нем ценного компонента (рис.1). Расчеты показывают, что мощность вовлекаемого в добычу прослоя уве -личивается с ростом содержания в нем металла, и это позволяет включить в добычу сравнительно больший объем забалансовой руды. Целесообразная мощность прослоя, включаемого в добычу, зависит также от содержания металла в промышленной руде и мощности рудных тел (рис.1). Установленные зависимости позволяют решать задачу выбора контура отработки участка, представленного сближенными рудными телами.

В качестве основного критерия выделения технологических зон при районировании месторождения принят ззг погашения выработанного пространства - I , исходя из которого выделены следующие категории устойчивости пород: I - устойчивые, I > 10 м ; П - средней устойчивости, I » 4-10 м; Ш - неустойчивые, 6 » 2-4 м; 1У - весьма неустойчивые, ¿' < 2 :«. Проведенная оценка позволила дать сле-дуюпее распределение пород по устойчивости на гор.250 м. По висячему боку 11% площади контакта руды к породы представлено весьма неустойчивыми разновидностями, 14 - неустойчивыми, 60 - среднеус-тойчив1зли и лииь 15% - устойчивыми. По лежачему бону эти цифры составляют соответственно - 24 ; 31 ; 37 и Й.

С точки зрения устойчивости обнажений руды к вмещающих пород на месторождении выделены технологические зоны для нисходящей слоевой выемки руды (с обрушением или с Закладкой), для подэтажнзЯ выемки, включая варианты о использованием гибких поракрктий, для системы разработки лава-этаж с креплением очистного пространства и последующим обрушением налегающих пород.

Эффективность я безопасность технологии добьтси рудч системой лаза-этаж обеспечиваются устойчивым пролетом очистного простран -ства 6-10 м. Мощность рудного тела при этом не должна превышать 3 м. Область применения системы разработки ограничена плотными ■ породами с интенсивностью трещиноватости 2-3 м-*, коэффициентом структурного ослабления 0,5-1 и крепостью б-10 по Ы.М.Протодья-конозу.

Зоны месторождения с такими вмещающими породами при мощности рудного тела более 7 ы должны отрабатнгаться системой подэтаж-ного обрушения под гибким перекрытием. В этом случае монтажный слой отрабатывается системой лава-этаж. Шаг погашения выработок монтажного слоя изменяется в алевролитах от 3 до 12 м, в углисто-глинистых сланцах - от 2,5 до 7, в песчаниках - от 3 до 14 м.

Зависимости: эффективности добычи руды Э от мощности вовлекаемого в выемку прослоя (а)} предельной мощности прослоя от содержания аояота: в прослое (б ), в промышленной руде ( в) и от мощности рудных тел {г )

а) з,

210

8

2. А "б Я'м

I группа: об- 12 г/т , г/т: I - 0; 2-2} 3-4

А 5 А7т

6)

8

10

¡1 /4

г)ЧА

¡г

/б

20 т,м

Рис л

Содержанке золота, г/т: I - 8; 2 - 10; 3 - 12

7 - 8; 8 - 10; 9 - 14

Группы: 4 - I; 5 - П; б - Ш.

Изменение прибыли,получаемой о Y погашения I т балансовых запасов

Йгды.при увеличении мощности

140

т

100

рудного тела

Участки месторождения с мощностью рудных тел от 3 до 7 м целесообразно отрабатывать системой слоевого обрушения.

В работе проведена оценка эффективности систем разработки, проектируемых к применению на Ва-кырчикском месторождении, в зависимости от изменения выемочной мощности (рис.2). Расчеты показали , что с повышением мощности рудного тела до 20-25 м прирост эф -фективности, обеспечиваемый при -менением очистной выемки руды под искусственной кровлей хотя и за -метно сокращается, тем не менее выгода от использования таких технологий в условиях месторождения очевидна и складывается явно в пользу системы разработки с гибким перекрытием.

Таким, образом,районирование

?5 т., и

5 /5 Рис.2

I-подэтажное обрушение, • 2 - слоевая выемка руды с закладкой, 3- слоевое обру-аение, 4-подэтажное обру -тенив с ГШ.

рудной залгжи на технологические зоны с оыяняе/тся участков, пригодных для применения болео производительных и эффективных вариантов подэтажной выемки, обеспечивает в конечном итого значительное повы-пение эффективности разработки сложноетруптурного месторождения , что подтверждает содертлние защищаемого з диссертации первого научного положения.

В регламенте на проектирование отработки нссторогденна предусматривается выолся запасоз рудного тела И л частично (Ь8% запа -con) рудного тела кисходвднмн слс.аги с закладкой Г!ф?.ботличого пространства. Необходй.'ость применения сакладии обусяовя«?!'* в дян-иом случае опасностью попадания в зону снеасн*.:.1 прояплот.гдкя руд -пит.

Адаптация технолог»'.: к у с л о и г\ я м отработки. Пр:: просктирогзшлН разработки '¡остэртдснчя , конструироиаш'.и паршшта систод: п последуй.-.;«» внедряли технологии осуществляется пооталлал адаптация гкбранноП баэогоЯ технологии к конкретны;.! условия;,: ее пр-днзнекяя. В процессе адаптации уточняются параметры системы разработки, ыодкфицлруэтел технологические процессы и прорабатываются осносныв вопросы организации производства.

На начальной стадии адаптации технологии произведен расчет устойчивых пролетов очистного пространства и выбран рациональный способ погашения выработанного пространства. В последующем адаптация технологии включала модификацию технологических процессов на базе использования местных материалов (закладочных, крепежных , взрывчатых и т.д.), доступного оборудования, квалификации горнорабочих, степени дефицитности всех видов ресурсов.

Система слоевого обрушения является наиболее адаптивным вариантом разработки и применяется в любых условиях, допускающих возможность обрушения пород налегающей толщи.

В системе разработки лава-этаж ключевым процессом является обрушение налегающих пород на шаге посадки непосредственной кровли. Основные осложнения возникают в связи с неуправляемым самообрушением пород.

При отработке рудных тел мощностью свыше 7 м система слоевого обрушения заходками или лавой применяется для выемки монтажного слоя. В этом случае ключевым процессом становится монтаж гибкого перекрытия, качественное проведение которого определяется размерами поддерживаемой плопуади очистного пространства, плотностью и видом призабойной крепи, углом наклона почвы очистного пространства.

Широкое внедрение системы разработки с гибкими перекрытиями сдерживается дефицитностью применяемых материалов и трудоемкостью работ по формированию перекрытий.

Автором диссертации разработаны конструкция и технология монтажа гибкого перекрытия из недсфицитных отходов производства. В качестве силовых элементов используется извлеченная после употребления деревянная рудстойка и резимокордовые кольца - отход от регенерации автомобильных шин. Применением этих материалов решаются две задачи - удешевления монтажных работ и повышения устойчивости гибкого перекрытия воздействию агрессивных шахтных вод. Преимуществом рекомендуемой конструкции является ее устойчивость динамическому воздействию взрывных работ пр.1 выемке руды в подэтаже. Конструкция и способ монтажа гибкого перекрытия защищены авторским свидетельством на изобретение №1559183.

Применение системы разработки с использованием гибких перекрытий осложняется затратами на отработку подсечного слоя и проведение монтажных работ. Обычно наклонные рудное зале*и подсекаются горизонтальными и наклонными монтажными слоями. При отработке крутопадагщих залежей с горизонтальной подсечкой в процессе

опускания перекрытие отходит от висячего бока, образуя под ним не-перекрнгое пространство i через которое пустая порода псетупаат' в зону погрузки руды. Автором диссертации в составе творческого коллектива разработан способ возведения гибкого перекрытия, при котором оно под давлением обруменньсх налегающих пород перемещается вдоль висячего бока по скользящей опоре. Способ защищен авторским свидетельством на изобретение №1434118.

Аналитическими исследованиями установлены зависимости показателей потерь и разубоживания руды от основных параметров отрабатываемых рудных тел, высоты подэтажа и механических характеристик отбитой руды. Эти показатели определяются выражениями f] С -b— ■ Sin(lf-fi)__u/

" 2т Sin ip ■ sin fi v ' /ü

n. ___m v

°t,[2r-n cjn ? h ZiñN-Л) >/e

где h. - высота подэтажа, м ;

rn - горизонтальная мощность рудного тела, м; _Д - угол наклона почвы рудного тела, град. ; <~f - угол естественного откоса для отбитой руды, град; Ы, - содержание золота в рудном теле, г/т; о/, - содержание золота в породах лежачего бока, г/т. Эти зависимости, расчеты по которым согласуются с данными лабораторных оценок, подтверждают выдвинутое при постановке иссле -дований второе научное положение.

Практика разработки месторождений в СНГ и за рубежом, технико-экономические расчеты показывают, что условием эффективного применения закладки является наличие местного закладочного мате -риала с высокой степенью технологической готовности для использования.

Изучение минерально-сырьевой базы региона Бакырчикского месторождения указывает на наличие природных материалов и отходов производства, которые могут быть использованы для закладочных работ. Отвалы пород вскрьсли месторождения представлены на 25-30$ аргиллитами и алевролитами крепостью 5-6, на 30-35$ песчаниками крепостью 7-8, 25-30$ - углисто-глинистыми сланцами и диоритовыми порфиритами. Химические анализы проб пород с отвалов JWI-5 отмечают достаточно высокую стабильность вещественного состава (%мас.): S,02oа-* - 76,5 - 60,9 ; СаЭ - 2,6-4,6 ; Мд0 - 1,1 - 2,0 ; А1203 -1,4-1,9 ; Feoí -4,6-7,2 С - 1,9-4,0. Объем отвальных пород

300

ЮО

200

600 Рис.3

/ООО

лГМ

достигает десятков млн.м3. Отсутст- Зависимости прочности и удар-вне месторождений природного мелкозернистого заполнителя закладки в нителя вяжущего радиусе 50-60 км указывает на необходимость получения его из отвальных крупнокусковых пород.

- При выборе состава закладочной смеси необходимо обеспечить техно -логические требования, обусловлен -ныв процессами очистных и закладоч- ¿60 ннх работ. Анализ опыта рудников комбинатов ЗСК, АПК, ТСЦК, ЛПК, ДГМК, НГШ, СУБРа и др. показывает, что приемлемая однородность искусственного массива по длине расте -кания смеси до 40-50 м обеспечивается при содержании в закладочном

материале класса 0-0,08 мм на уровне 40-6056 или 600-800 кг/и3. Введение в состав смеси микронаполнитсля вяжущего позволяет физически связать необходимый по условиям транспортабельности расход воды, достигающий 480-500 л/м3.

Устойчивость обнажений закладочного массива определяется уровнем статической и динамической прочности твердеющей закладки. Энергоемкость разрушения закладки от действия взрывных волн воз -растает при наличии в смеси демпфирующего компонента (колотые породы, зодо-шлакк и др.). рис.-З приведены результаты оценки прочности и ударной вязкости твердыней закладки с изменяющейся дозяроской ыккроцаполнитздн, из котор« видно, что оптимальноена-сыщснис сиеск с заполнителем из дробленнх пород достигается при доакрошсс какронасоодгааяя сякуцзго 350-450 кг/м3.

Экспериментально установлено (таблЛ), чао при использования ОстрнкоЕСлих суглг.иког оптимальное соотношение ъяхугсее-заполни -тсль составляет 46:54, при котором цомйрх ртябаыек суглинной а соцшояешгк ,б**изгоы к 1:3. Разбавление цемента 1:5 и бояео прнво-

I: резкому екккзик» прочности цементного камня и закладки (составь! 4 - 6).

Результата испытаний закладки с алако-цементным пяжумим (табл.2) показывает на существенное влияние вида илаков и сроков твердения на динамику набора прочности.

Таблица I

Прочность твердеющей закладки с различным расходом микронаполнителя вяжущего

Показатели

Варианты составов закладки

I : : 2 : 3 : 4 : 5 : 6

70,5 53,4 44,5 35,6 26,7 _

18,5 35,6 44,5 53,4 62,3 89,0

11,0 II,0 11,0 11,0 II 0 П,0

2,85 3,60 2,85 1,85 1,87 1,40

8,5 10,0 9,12 5,40 2,83 12,4

Дробленая порода, % Суглинки, % Цемент, %

Прочность закладки, МПа Коэффициент вариации,%

Примечание: расход воды при затворении смесей подбирался

но их равноподвгасности и изменялся от 400 л/м3 (19,8%) до 620 л/мэ ( 28,6%)/

Таблица 2

Оценка прочности твердеющей закладки с шлако-цементным вяжущим

,.„„„„„„„„ : Расход компонентов, кг/м3, а о к а з а т о л и . прочность закладки, МПа

Цемент 11Щ 100 100 150 НО 80 180

Шлак РШ 0 100 200 300 400

Суглинки 400 330 270 200 0

Прочность й28 2,64 2,68 3.78 3.60 5.83

2,28 1,95 1,73 5,08

Прочность К90 4,26 6,95 9.17 8.25 13,75

5,35 5,41 5,19 9,13

Примечание: использовались деметаллизированные шлаки свинцовой плавки. В числителе - прочность закладки с шлаками РШ-85, в знаменателе - марки РШ-86.

Цементный эквивалент, представляющий отношение расходов шлака и цемента в равнопрочных смесях'в возрасте 28 суток равен 3-4, в 90 суток - 2, в 180 суток - 1,5. Следовательно, за счет рационального планирования очистных и закладочных работ в перспективе можно снизить удельный расход цемента до 80 кг/м3.

Проведенные исследования позволяют рекомендовать оптимальный состав закладочных смесей:

- для формирования несущего слоя: дробленая порода - 760 кг/мэ, суглинки - 450 кг/мэ, цемент - 240 кг/м3, вода - 500 л/м3 ;

- для лодкровельного слоя расход цемента уменьшается до 00 кг/м3.

Средний расход материалов: дробленая порода - 800 кг/м3, суглинки - 500 кг/м3, цемент - 160 кг/м3, вода - 420 л/м3.

Опытно-промышленные работы. Испытания и внедрение вариантов системы подэтажного обрушения с использованием гибких перекрытий с участием автора диссертации производились на Бакырчикском руднике, начиная с 1976 года. За этот период ис -Пытаны варианты систем разработки, отличающиеся применением различных конструкций гибкого перекрытия, способов отработки монтажного слоя и формирования перекрытия, схем подготовительно-нареэньос работ и очистной выемки руды под гибким перекрытием.

При выемке монтажного слоя были испытаны системы разработки: лава- забой с последующим обрушением кровли, система слоевого обрушения, система с магазинированием руды, камерно-столбовая сис -тема и подэтажиое обрушение с выпуском руды между кострами.

Отработка монтажного слоя системой лава-этаж обеспечивает хорошие условия, как в отношении выемки руды, так и для монтажа гибкого перекрытия. Камерно-столбоЕая и подэтажная выемка руда обеспечивают Бысокую интенсивность добычи руда из монтажного слоя,однако эти технологии затрудняют формирование гибкого перекрытия в виде сплошного полотнищ равномерной плотности и однородности.Сак-ткчески достигнутые показатели отработки момтзжного слоя приведены в табл.3.

Таблица 3

Технико-экономические показатели отработку, монтажного слоя

ГГличицн: Варианты отработки Показатели !измере-|слоевое¡подэтаж:лава-¡камерно:ыагази-;нкя ;обруше-:ное об-:этаж :-стол- :нирова-:_;нне : рушение:_:бовая :ние _

Удельный вес погаси- а то с га_20 Т2 я т4-тл тч еиых запасов руды * ^^ хь 1,1

;К°Й?дГ,ность йг'"2-2'5 5-6 ^ 5-6 з'ь-4

м2/мес.' ** 270 450 370

перекрытия

Приведенные в таблице данные подтверждают справедливость третьего научного положения, согласно которому эксплуатационная скорость возведения искусственной кровли, в данном случае гибкого перекрытия, находится в прямой линейной зависимости от производительности забойного рабочего по выемке руды из монтажного слоя.

В процессе экспериментов, испытания и внедрения системы под-этажного обрушения с использованием гибких перекрытий на рудниках Бакырчилского и Целинного комбинатов были испытаны различные материалы, конструкции и технологии монтажа перекрытия, достг~очно подробно описанные в диссертации. В частности, в качестве силовых элементов перекрытия применялись полосовое железо, стальные и синтетические канаты, резинокордовые кольца, отработанные элементы деревянной к¡«пи. За этот период на руднике Бакырчик добыто с применением новой технологии около 400 тыс.т руды, что обеспечило экономический эффект в размере более 1,4 млн.руб.(в ценах 1991г.) за счет уменьшения трудовых и материальных затрат.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ,

В диссертации дано новое решение актуальной научной задачи, состоящей в установлении закономерностей изменения параметров очистной выемки от конструктивных и технологических характеристик искусственной кровли, что обеспечивает создание адаптивных карман -тов технологии для интенсивной разработки сложноструктурных мес -торождений ценных руд.

Основные научные и фактические результаты исследований использованы в проектах разработки Бакырчикского золоторудного месторождения, отдельные технологические решения внедрены в производ -ство и заключаются в следующем:

1. Высокая интенсивность отработки сложноструктурных место -рождений ценных руд обеспечивается районированием месторождения на технологические зоны и адаптацией применяемых систем разработки разных классов к зональным условиям путем использования рациональной конструкции искусственной кровли очистного пространства.

2. Установлены аналитические и эмпирические зависимости:

- показателей извлечения руды от могцности и угла падении залежи, высоты отбизаемого слоя руды, физико-механических свойств обрушенной горной массы и динамической устойчивости искусственной кровли воздействию взрыва ;

- эффективности разработки месторождения технологиями с при-

мемением искусственного ограждения очистного пространства от мощности отрабатываемого рудного тела ;

- несущей способности формируемой искусственной кровли от конструктивного выполнения перекрытий и составов твердеющих смесей;

- эксплуатационной скорости возведения искусственной кровли от производительности забойного рабочего по выемке руды из очистного- забоя монтажного слоя.

3. Разработаны и испытаны в промышленных условиях рациональные конструкции и технологии возведения гибких перекрытий при системе подэтажного обрушения, защищенные 2 авторскими свидетельствами на изобретения и обеспечивающие формирование силовой основы гибкого перекрытия из стальных и синтетических канатов, а также из резинокордовых колец отработанных автомобильных шин, позволяющие повысить надежность перекрытия и эффективность добычи руды.

4. Выполнено обоснование необходимости применения при разработке отдельных рудных тел Бакырчикского месторождения системы с закладкой, произведена оценка эффективности и выбор состава твердеющей закладочной смеси на основе местных сырьевых материалов. Установлена возможность применения местных шунгитсодержащих пород для получения твердеющей закладки необходимой статической прочности ( К. = 3,5 МП*) и ударной вязкости ( ^ = 2,5-3 МД-к/м3).

5. Установлено долевое распределение запасов Бакырчикского ыестороздакйп для выемки технологиями с использованием формируемой искусственной кровли для классов систем разработки с обрупэ-кйеы налегавших пород (41,7$) к с закладкой выработанного пространства (59,3>).

Внедрение рекомендаций по расчета.«, подтвержденные инстату -тем "ГИНАлмаззолого" (г.Москва), обослечигает ожидаемый о::оно>'и -ческий эффект в размере свшзе II млн.рублей (с ценах 19В? года). Общий фактический оконо^ичзский сй«кт ох внедрения разработан составил более 1,4 илк.рублей (в ценах 1991 г.).

Осно'внке положения диссертации опубликованы в работах:

1. Совершенствование технологии подземной добычи цегашх руд. - Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции 5-7 февраля 1905г.//Перспективы развития технологии подземной разработки рудных месторождений.-Ц:ИГИ, 1985.-С.17-18. Соавторы: В.А.Исаков, К.С.Халиуллин, Б.Т.Абдульдинов.

2. Совершенствование технологии разработки мссторокдснг.й цзгл-

ных руд при неустойчивых вмещающих породах. - Материалы Всесоюзной научно-технической конференции 26-28 сентябре 1984г^Совершенствование подземной разработки месторождений руд черных и цветных яо-таллов. - Алма-Ата: Наука, 1986. - С.7Э-79. Соавторы: В.А.Исаков, Н.С.Халиуллин, Б.Х.Абдульдинов, Х.Ю.Цунваза.

3. К методике определения высоты подэтажа при системе под -этажного обрушения с использованием гибких перекрытий. - Материалы Всесоюзной научно-технической конференции 26-28 сентября 1984г. /'Совершенствование подземной разработки месторождений руд черных

и цветных металлов. - Алма-Ата: Наука, 1986. - С.135-136. Соав -торы: Н.С.Халиуллин, Б.Т.Абдульдинов.

4. Совершенствование технологии добычи ценных руд на основе использования гибких перекрытий несущей конструкции /Сб.научных трудов //Передовая технология горных работ в цветной металлургии. - Усть-Каменогорск: ВНИИцветмет. - С.39-47. Соавторы: В.А.Исаков, Н.С.Халиуллин, Б.Т.Абдульдинов.

5. Обоснование границ вовлечения в добычу некондиционных руд //Комплексное использование минерального сырья. -1988. - № 5. -С.12-16. Соавторы: В.А.Исаков, Х.Ю.Цунваза,Н.С.Халиуллин,Ю.Кнорр.

6. Совершенствование системы подэтажного обрушения с гибким перекрытием на основе новых конструктивных материалов /Сб.научн. трудов.//Повышение технического уровня горного производства. -Усть-Каменогорск: ВНИИцветмет, 1988. - С.104-109. Соавторы: Б.Т. Абдульдинов, Ю.Е.Кнорр, Н.С.Халиуллин.

7. Обоснование выбора эффективной технологии для разработки Бакырчикского месторождения //Комплексное использование минерального сырья. - 1992. - Ю. - С.18-23. Соавторы: Г.А.Прокушев.З.А. Исаков, Р.П.Стрельникова, Е.К.Закврианов.

8. A.c. №1434118 СССР, Е 21 о 19/02. Способ возведения гибкого перекрытия /В.А.Исаков, Н.С.Халиуллин, Б.Т.Абдульдиноа.Х.С. Цунваза, Р.Ф.Смагулов, Б.С.Басибеков и др.(СССР). - Опубл.28.10.. 1988, Era.JMO //Открытия. Изобретения. - 1988. - ?М0.

9. A.c. №1559183 СССР, Е 21 Р 1-9/02. Способ монтажа гибкого перекрытия /Б.Т.Абдульдинов, Э.С.Ахмед-Галиев, Б.С.Басибеков. -Опубл.23.04.1990, Бол.№15 //Открытия. Изобретения. - 1990. -»15.

BASIBEKOV Belbitzhan Sabrgalievtoh

Synopsis of the thesis for the degree of Kandidat of Engineering of subject

SUMMARY

" ADAPTATION OF EXPLOITATION TECHNOLOGY TO ZONE CHARACTERISTICS OF INTRICATE-STRUCTURAL GOLD-ORE DEPOSITS

The object of the work is the determination of dependences of actual mining parameters' variations on constructive and technological characteristics of artificial roof, it allows to increase intensity of. intricate-structural deposits of valuable ores mining.

The research works were made conformably to extraction of the Bakyrchik gold-ore deposit.

In the work complex method of researches was used, which includes analitical and experimental investigations, pilot works at the mine..

The zoning according to geomechanical criterions of the Bakyrchik intricate-structural deposit was made, the selection of variants of mining methods for principle types of technological zones was realized.

Rational technologies of valuable ores extraction were worked out using artificial protection of working excavation in the shape of flexible artificial roof, rock and backfill packs.The estimation of their economic results were made. The test of naw technological methods were made in industrial conditions at the Bakyrchik mine. Economic result was received at the rate of 1,425 million roubles (1991 year prices) as a result of introduction of recommendations which were worked out in the dissertation for mining enterprises.

Бэс1беков БеРб1тяан Слбыргалиулы

Техника гылымдарынын кандидаты дарежвсЬ« цоргауга талапкерд!н диссертацией

Курд»л{ пурылысты Алтын кен орнынын аймацтын еипаттамаснна цазып алу технологиясыньщ бей1мделу!

Т У Й I Н I

Жумыо мацсаты - ктрдел! ктрамды Сагалы квнорнын цазып ялу царкынын жогврлатуга мтмкЬщ!к берет!н жасан-ды тай^нЫ конструкцияеы мен технологиясына карай тааплап алу гаамаелт«м1н1н взгеру байланыетылыгын анык-тау.

Зерттеу жумыси Бакыршыя; алтын кенорнын цаэып алу яагдаРнна сэРкес жтрггзхлд}.

Кумыс барысында зерттеуд{н кетгенд} эдгс1 цолданыл-дм. Оган аналитикалык, экспериментальдцд яэне енд1р!с-т!к таж}рибе жумыстары жатады.

Бакыршц кенорны геомеханикалыц белг{лер!не дарай аудандалды жэнв нег!зг1 технологиялыд аймактары утв{ц цазып алу жуйелерЬ{}н нускаларн /турлер!/ тандалды.

Багалы кендт цазып алудын ти!мд! технологиясы жасалнндн. Ол кем алу кен!ст!г1н доргайтын и!лг1ш жямылгы.

Бакыртап кенорны жагдайында усынылган казып алу ■ жтгРелер! долданылып eндtp!cтiк сынадтан етт!. Оларды внд1р1ске енИзу нэтижес!нде 1,425 млн тенге /1991 ж. бага бойынша/ пайда квлт!р!лд!.