автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Изыскание эффективной технологии очистной выемки для повторной подземной разработки мощных сложноструктурных золоторудных месторождений (на примере месторождения «Советское»)

РГБ ОЛ

2 0: '

На празах рукописи УДК 622.273:622.23

АХПАШЕВ Богдан Андреевич

ИЗЫСКАНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТНОЙ ВЫЕМКИ ДЛЯ ПОВТОРНОЙ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

(на примере месторождения «Советское»)

Специальность 05.15.02. — «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск — 1997

Работа выполнена в Красноярской государственной академии цветных металлов и золота

Научные руководители: доктор технических наук, профессор,

академик МАН ВШ Кравцов В. В.

кандидат технических наук, доцент Иванцов В.М.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,профессор

Рогинский В. М. кандидат технических наук Кузнецов Ю. С.

Ведущее предприятие: АО «Енисейзолото»

3 о

Защита состоится «.$?».............1997 г. в/^.....часов

на заседании диссертационного совета К 064.03.04 при Красноярской государственной академии цветных металлов и золота. Адрес Совета: 600025, Красноярск-25, проспект им. газеты «Красноярский рабочий», 95.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Красноярской государственной академии цветных металлов и золота.

Автореферат разослан «...-г?..^.»..............1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н. доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Природные минеральные вещества относятся к иево-зобновнмым ресурсам жизнедеятельности человека, поэтому полнота их лс-пользования при разработке местороздений - проявление противоречивого единства экологических, социальных и экономических требовании тегсущего момента и перспективы, Механизм разрешили этого противоречия хараэтерн-зует рациональность нашего тех! юл отческого взаимодействия с Пр1ф0Д0Й -эксплуатации месторождений. Суп. его заключается в том, что экономичность функционирования предприятия п текущий момент ставится в край угла, что предполагал1 необходимость отработки лишь часта запасов (балансовых) при определенном уровне потерь. Оставшуюся часть запасов (забалансовых) принято считать сырьевой базой на перспективу.

С развитием техники и технологии, с одной, стороны, п ухудшением условий разработки, с другой, проводится пересчет кондиций. При этом общая тенденция такова, что уровень кондиций (по содержании металла з массиве) - сшнгга-ется. Несмотря на пересчет коиднций и сшпшпго содсржапхя металла, а квеси-ее при поступательном развитии горных работ остается проблема прироста запасов и их освоения, В этой ситуации возникла практшез вовлечешы нвкокдн-циоииых запасов отргботашых горизонтов в добычу, сопрспо-лгдшощаяся до-извлечением ранее потерянных балансовых руд.

Такое решение принято называть повторной разработкой и ее эффективность заключается в том, что за счет вскрываемых резервов существующего технологического комплекса разработки и переработки руд - увеличивается годовая проюводнтельность предприятия по металлу, При этом увеличивается полкегга использования гедр и продляется срок существоваши рудника, т.е. решаются проблемы тегсущего момента и перспективы.

Однако с полным истощением балансовых запасов и проблемам!! их прироста - повторная разработка некондиционных залежей с допзшгечекием потерянных руд без структурных-преобразований технологического комплекса - будет не эффективна. Угроза закрытия предприятия, с одной стороны и неэффективность еще дееспособного технологического комплекса, с другой, актуализируют проблемную ситуацию до предела. Особенно это злободневно в настоящее время для золоторудной промышленности. Возраст большинства подземных рудников превысил 25...30 лет, балансовые запасы исчерпаны, а оскоснне больших глубин требует весьма существенных инвестиций. Типичным примером подобной ситуации следует признать положение шахты "Советская" СевероЕнисейского АООТ "Золото", отрабатывеющей одноименное мощное сложно-структурное местороадеиие с 1903г.

Цель работы -изыскать эффективную технологию повторной разработки мощных сложноструктурных золоторудных месторождений, о.' „-спечивающуго ресурсосберегающее освоение перспективных запасов о условиях цксюидахся лсе«тс<5бнм\ комплексах на подземных рудниках.

При первичной разработке мощных сложлоструктурных золоторудных месторождений формирование балансовых и бедных некондиционных запасов шло селективно. При этом в пределах выделенных контуров морфологическое описание орудеиения упрощалось под массовую выемку. Это Привело к мозаичной отработке.

Если принять во внимание положение контуров лсраичной отработки а оставшихся некондиционных руд, то получившееся состояние месторождения можно охарактеризовать как посттехногенное.

При ориентации на массовую очистную выемку с определенным уровнем кондиций за счет внедрения достижений техники затраты живого труда снижаются, ь затраты овеществленного труда увеличиваются. Сумма же этих двух составляющих обеспечивает экономичность функционирования предприятия. Известная из практики жильных месторождений селективная очистная выемка, характеризующаяся повышенными затратами живого труда, в этих условиях оказывается менее эффективной. С понижением содержания металла в массиве эффективность этих двух решений (в расчете на металл) выравнивается.

Идгя работы - мощные сложноструктурные месторождения бедных руд. находящиеся в посттехногенном состоянии, отрабатывать совокупностью систем разработки с массовой и селективной выемкой, структурно увязанных в пределах выемочного участка в единое целое.

Задача исследования • изыскание и научное обоснование технологии очистной выемки мощных сложлоструктурных залежей бедных руд, находящихся в посттехногенном состоянии, реализуя для достижения означенной цели авторскую идею и учитывая конкретные горно-геологические и горнотехнические условия.

Методы исследования. В работе использована комплексная методика, включающая: анализ литературных источников и производственной практики, лабораторные исследования, экономико-математическое моделирование, графоаналитическое решение горных задач на ЭВМ, конструирование систем разработки, апробацию результатов работы на практике.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Экономичность и рациональность повторной разработки мощных месторождений сложного строения достигается структурным преобразованием дееспособного технологического комплекса на основе массовой и селективной очистной выемки, системно взаимоувязанных в единое целое.

2. Объем функционального содержания совокупности горных выработок, определяющих систему повторной разработки, необходимо дополнить функцией дорааведкн н пополнения информации о техногенном факторе.

3. При повторной разработке запасов в зоне влияния техногенного фактора

тедует применять конструктивно и технологически адаптированные варивши

систем разработке с массовой выемкой и формированием очистного пространств« кз нарезных выработок.

4. При повторной разработке запасов бедных руд сложного строения вне зоны влияния техногенного фактора следует применять конструктивно и технологически адаптированный вариант слоевой системы с селективной выемкой п закладкой.

Достоверность научных положений, выводов п рекомендаций подтверждается результатами анализа накопленного опыта повторной разработки, обширным анализом фактической геолого-маркшейдерской документации, промышленной проверкой рекомендаций на конкретном руднике,

Новизна результатов исследования:

1. Выявлена технологическая необходимость разделения запасов мощных сложноструктурных месторождений, вовлекаемых в повторную разработку, на два типа: находящиеся внутри и вне зоны влияния техногенного фактора.

В нарушенной зоне следует применять системы о обрушением руды н вмещающих пород, а в ненарушенной слоевые системы с селективной выемкой в закладкой.

2. Доказана экономическая целесообразность системной увязки технологии повторной разработки с массовой н селективной выемкой в единое целое.

Массовая выемка обеспечивает полноту отработки запасов повторного использования, находящихся в зоне влияшм техногенного фактора. Селективная выемка запасов вне зоны влияния техногенного фактора обеспечивает значительное повышение содержание металла в рудной массе по сравнсшпо о содержанием его в массиве и снижение объемов и затрат на транспорте и переработке.

Наличие дееспособного технологического комплекса, окупившегося при первичной отработке месторождения, гарантирует минимальные текущие амортизационные отчисления.

3. Актуализирована и подтверждена необходимость дополнения функционального содержания совокупности горных выработок, определяющих систему повторной разработки, функцией доразведки и пополнения информации о техногенном факторе, о морфологии рудимх тел, распределении металла в маеси-ве.

Данная функция осуществляется порядком проведения горных выработок технологического назначения, увязанным во времени и пространстве, включением в систему специализированных горных выработок и скважин.

4. Выполнено конструктивное и технологическое адаптирование систем по-дэтажного и этажного обрушения для отработки запасов в зоне влияния техногенного фактора на базе самоходного оборудования, стационарного торцового выпуска, использования ранее выработанного пространства для организации массовой скважинкой отбойки с оптимизацией параметров процессов очистной выемки.

5. Выполнено конструктивное н технологическое адаптирование слоевой системы с селективной выемкой » закладкой для отработки запасов бедных руд

150ЯШЫХ слозхпаструюгурних месторождения вно зоны влияния техногенного фактора

Вьгемэд приржаып с прорезаемыми оградительными целиками и послойная езяекгавиая отбойка вертикальными шпурами позволяют отработать обогащен-1шв участки (до 30 % общи запасов). Породные включения отбиваются для за-кладхм. Обшкз потери металла на более 15 %. Содержание металла в рудной ыгссз в 2...3 раза выше по сравнению о содержанием в пределах оруденення.

6. Каучко обоскозакло дополнены методические положения по выбору систем ЕозторкоЙ разработки их инженерному анализу:

а) ври выборе систси совокупность основиых определяющих факторов до-поянена:

техногенным фактором;

сложное ша морфолопп; рудных тел;

шшпчкем дееспособного технологического комплекса;

отсутетвиa cupiescft базы бялансозглх sanacos;

б) усгакозлсна зависимость показателен донного выпуска руды поя обру-мгкаыик породами от изаилкстости контакта "руда-порода" при учете ширины сыпускиого orsepcTSsa н высоты обрушения;

а) гмяклены роль а законом ер ноет» зликпня техногенного фактора иг. проектам ис:гслнеш:е комплекса скваязшной отбойки с адаптацией методики расчете es параметров к показателей.

Лгсчяый вкдзд еатор состоит в агсладоягапш ггхпогсшгого фактора, шяа-лгнин закономерностей его формирования к проявления его специфики npt Ерозкя2роааща! к кошруиразашт системы радобогог ранге эхеплуатиро Егашихся учзслсоа «езторокдешю вообще и процессов выпуска и ошиешшог стбаГа::; руды в частности; а :гослсдоз5«ин ссоОашостсЦ геологического а рос впя сложгсструьтуриого игсгороздсюш "Советское" и обосновании в пемзру шешаквго участках шпш» разработки елсевого типа с селскпи-ной »»емко! руду к пород; г дожгтаьспе эффективности повторной разработки на шахт. "Ccíítc:;";-:" 53 еггглыкзици!! а ce услозкях структуры добычи руда.

Прдотпчгезезд заачамость результатов «ссяедоиаши заключается с том, чг. о г.:'. могут н:-ьг* яранекекке:

для хзшиязсиого ргиваяя гюот»одстиенны,;ч проблем пойторпого исполыс uívmzíi мгстсрогадсттй, находящихся a поегтехногеноом состоянии, в к&честа сыриззой б:йи ара исчерпздш балансовых запасов и отсутствии инвестиций и oseoshes 5говш repasamos;

Ери psiisккм вовросой выбора систем м их конструкпшю-техколопмеског £¡snonHi:t:yj док отработки sanacos a soae шшшх техногенного фактора;

г.~,и решения зояросоз аыбора снстея и ах конетрукгпвно-техиолошчгскот исашзюдо два отработка мощных сложноструктуриш залежей бедных руд сйл»,:<г,!й:;оЙ шеихоЯ и закладкой; при :a;cr¡iprur¿ инвесткциощцдх проектоз реконструкции рудников, opuci

тированных на повторную разработку месторождений, находящихся » постт -ногенном состоянии;

при анализе и оценке перспектив действующи* рудников о ограниченными балансовыми запасами и сложностями освоения новых горизонтов;

при организации рабочего проектирования технологии повторной разработки в конкретных горио-геологических и горнотехнических условиях;

при обосновании кондиций, проектировании зехнологни разработки новы* мощных сложноструктурных месторождений.

Реализация работы. Рекомендации, полученные в ходе выполнения роботы внедрены на Северо-Енисейском АООТ "Золото" в виде: - Технического проекта повторной разработки северо-западного фланга месторождения Советское;

Комплексного рабочего проекта на повторную отработку геологических блоков 2С|-ЗС|-4С| гор + 54 м северо-западного фланга месторождения Советское;

Технико-экономической оценки состояния и перспектив шахты "Советская" к условиях рыночной экономики;

Методических положений по рабочему проектированию повторной разработки месторождения Советское.

В комплексе они позволили обосновать и практически реализовать идею повторного использования северо-западного фланга месторождения, находящего ся в постгехногенном состоянии, тем самым повысив коэффициент освоении месторождения с 0,58 до 0,94,

Таким образом, в ситуации дефицита балансовых запасов, продлен срок су> щеспвования шахты "Советская" на 10... 15 лет.

Кроме этого методические положения работы использованы а учебном про цессе при подготовке инженеров по специальности 090200 в ГАЦМиЗ.

Апробация работы. Материалы исследования докладывались па научных семинарах кафедры "Подземная разработка месторождений полезных ископаемых" (1991...1996 гг.), на тсхсоветах при главном инженере АО . "Золото" (1993...1996 гг.), на научно-технических конференциях: г.Новокузнецк (1992 г.), г. Красноярск (1995, 1996 г.), г. Москва (1997 г.). Основные положения диссер тационной работы нашли свое отражение в представлении на конкурс стилен -дий фонда для молодых ученых Красноярского края, полученной » 1993 г. Публикации. По результатам исследования опубликовано 7 печатных работ. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, изложенных на 139 страницах, содержит 47 рисунков, список лнтс<

ратуры из 111 наименований и 6 пряложгчий, _

Автор выражает искреннюю благодарность дон, к.т.н Р.К. Ковалеву н к.т.н Д.'Б. Малофееву за большую помощь в ходе проведении исследований

г

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В настоящее время для болышшст горшх предлрютий Сибири, эксплуе-тмруюзд« мссторозадс;пи: коренного золота, наступил игблагоприятчыИ пери-_ од, (юекшЯ с шггошгнием згпасса. Б целой разведанные запаси коренного ашюта гиачитевьш, однако 'большинство ш них находится в необжитых рзй* оглх, вдеяя от тршеяоргоых шищпшешщй и освоение их потребует больших шталышх вложений и врвиеиц,. '

Поэтому необходимо машадаяыю использовать возможности уже отргбати-вагмык кегтороздений, 1гго соответствует духу современной концепции ргсур-соййврггиоадвга оевоешг природных богатств, весьма актуальной в аасшящза время. При этом нгмглавакное значение имеет социальный фактор, т.к. практически вся кцфр&отруетура а райоггз этих мегтсроадеияЯ так или иначе связана о горггодобмвшкдош предприятиями.

Анализ состояния 53 псрспсггаа развития горнодобывающей промышленности шкеазазаст, что, вгиду зг-хоиомерного нстощешш шшералыхо-сирьезоК базы в еложиоетьзо га бздполевзщя 52 счет вовягчеиня з эксплуатацию пегих месторождений, вопрос сб шагскеши доползиггвяькых, а в ряде случггэ и осиов-ных ресурсов, свеша еетуызан для дгЯстоующкх торга« предприятий. Основ-ишш резгрзмш при-этом ягляготез забаязясозые запасы м раяее вотерянние руды, извлечение которых пргдусыгфиваег возврат кг уже отработанные горк-' зоаш, т.е. иозтвркую разработку.

05о5иИш:о опкта зкедяуатгцни ыестсроздекий, иа которых осуществлялась позторлгя разработка, необходимость'ее применения захлючал&сь в следую-аш;г. уиенышгпиз рззведаигаш запасов и серспгстпза закрытия предприятия; цесЗзддииостъ поддержания существующей производственной мощности; обеспечение йодисты использования кедр, В зависимости от значимости при-»гкка дла кманадзэтеяьзюстги рудника, шмонаются масштабы повторной разработка, от сдагамкых блоков « обгеков добычи десятки тыс. т. до месторождения иолиостьа.

Ольп пркмгизш-гя поагорпой разработеи, б условиях разных по строению, пшу шшорзяыюго сырья, степени осаоегшостн иестсрсидеикй, показывает сз а^еэтагкость, которая обуславливается сохранением или повышением производительности предприятия, за счет дополнительного вовлечения в добычу рацее котеряшгых руд, уиеныиевизд услоаао-постоякных расходов и повышением у ров из швадоо шда цедр.

О&ьекгоы яршкикекня исследошшй является мощное слокаоструктурцое иесгороадезвв Ссзвткйс«, слгтасисс рудными зонами мощностью до иееколь-шк деегтеоз метров. В настоящее время дорабатывается 6-ая рудная ш и пврспггтшшшш для покорной разработай являются первые пять, находящиеся ''а сезеро-згшдном фшш» кссгораздекия, коэффициент освоеши которых состоит всего лша 0,53.

Месторождвад«, воглгкаеыое » повторную разработку, характеризуется не

только горно-геологическими условиями, но и результатом воздействия на пего человека - техногенным фактором.

Техногенным фактором является выработанное пространство и связанное с ним изменение физико-механических, гидрологических и других свойств окружающего его массива. Для его изучения была составлена объемная модель чпе-тн месторождения основу которой составили 164 погоризонтиых плана через 4м и построенные по ним 17 продольных п 74 поперечных разреза. А также компьютерная модель блока, для создания которой использовались 50 погорнзонтиых планов через 2 м, позволяющая получать необходимое количество разрезов в любой плоскости. Параметры выработанного пространства опредгллот структуру запасов подлежащих повторной разработке и технологию их выемки,

Анализ состояния повторно отрабатываемых запасов ¡¡оказал, '¡то они делятся на находящиеся в зоне влияния старого выработанного пространства и расположенные mis этой заем. Как правило, к первой группе запасяз отшеотоя разного рода цешкн, оброненная руда и ранге некондиционная рудная масса , использовавшаяся в качестве закладочного материала. Неподрабстаниыа учрет-их представлены ранее забалансовыми рудами, Необходимость подобного разделения диктуется различием основных факторов влияющих на выбор технологии очистной выемки: для нарушенных згтасоз это техногенный фастор, для ненарушенных горно-геологические условия и в первую содержание металла в массиве.

В настоящее время нет общепринятой методики выбора систем разработки С учетом техногенного фактора, а так как он является основным ограничителем в поиске, то необходим максимальный учет всех его проявлений.

Следует учитывать что, выработанное пространство является негативным фактором, ухудшающим устойчивость вмещающего его массива и служащим источником опасности для людей и механизмов. И в тоже время оно должно по возможности использоваться в технологическом процессе. Поэтому все выработки определяющие систему повторной разработки должны песта дополнительную функциональную нагрузку по'уточнению информации о техногенном факторе, морфологии рудных тел, распределении металла. Подготовительные и нарезные выработки должны выполнять роль зкегшоразведочных и должны быть увязаны в единый комплекс, позволяющий с минимальными издержками получать необходимую, для проектирования системы, информацию.

Наиболее приемлемыми для отработки нарушенных запасов являются системы с обрушением руды и вмещающих пород т.к. при этом: источается доступ людей в очистное пространство, следовательно вопросы безопасности решаются наиболее полно, системы разработки в период очистной выемки имеют непосредственную связь со старым вырабстшшм. пространством, что дает возможность доизвлечеиия потерянных руд. имеется широкий спгг.'р инженерных решений по проблемам управления качеством руды, снижения затрат путем регулирования параметров, унификации выработок.

Технологическая возможность применения данных систем в ненарушенных запасах, ¡сан показывает опыт отработки блоков с низким содержанием на действующих горюонтах шестой рудной зоны, ограничивается их экономической аа эффективностью, связанной с разубоживанием бедной руды и высокой стоимостью обогащения. В связи с этим, для разработки таких участков предложена система разработки с селективной выемкой, обеспечивающая повышение со-дзршшка в добытой рудной массе по отношению к содержанию в массиве за счет выемки обогащенных участков и оставления отбитых породных прослоев в качестве закладки. Возможность применения селективной выемки подтверждается анализом строения рудных тел, представляющих собой свиты сближенных, сложно искривленных и переплетающихся жил, прожилкоз и линз, разделенных породными пропласгсами, опытом применения систем с элементами селекции н исследованиями характера распределения золота, показывающими его высокую неравномерность как в пространстве, так н в разбросе содержаний

Для принятия конкретных технологических решений по повторной разработке был проведен анализ методик расчета основных процессов н гыраыгтроэ выбранных систем разработки на предмет их использования в специфичных условиях повторной разработки.

Основным процессом определяющим показатели извлечения из недр для сис-iсм с обрушением явлаетсл выпуск руды, Спецификой выпуска ди под обру-шашими породами прз; повторной разработке является то, что из-за влияния техногенного фактора, для большей части запасов, его весьма сложно организован. в виде торцового послойного способа. Также и донный (в классическом исполнении с оформлением днища) выпуск практически не может быть осуществлен вследствие наличия пустот и их отрицательного влияния на у стопчи-рост« окружающего массива, вызванного действием перераспределенного горного давления.

Известные методика донного выпуска неприменимы в первую очередь из-за принятая в них горизонтальной поверхности контакта руды с породой, что при ограшгзе.таой высоте елоя и отсутствии взшшодействня между выпускными выработками (типичных для условий повторной разработки) дает недопустимо большие погрешности расчетов.

При учете извилистости icc¡(такта схема определения потерь и разубожив&ния несколько видоизменяется (рис. 1): разубоживающих пород в фигуре выпуска становиться меньше, а чистой руды • больше. Сущность расчета показателей извлечения с учетом воронки внедрения состоит в следующем. Разубоживание происходит от пород верхней части фигуры выпуска и пород воронки, при этом обьемы этих двух составляющих разграничиваются точками их пересечения.

В основе методики яеьшт формула объема фигуры выпуска

V«) (nxm1Jx(ljlx^-hlVseT,+f'o„xmlx(li,xh(j,-li1J)l/J)Jh, м3 (1)

Рис. I. Cxcua определения показателей извлечения: а - по Малафееву Д.Е.; б - в усовершенствовано!! методике

гдз a - нижний предел интегрирования; Ь • верхний предел итерировании, Sor» • площадь выпускного отверстия, м2; Роти- периметр выпускного отверстия, м; Шг - коэффициент еяезтая точечного эллипсоида.

Для определения объема пород а есронке внедрения выведена следующая формула

V, - (яхс^ахИ^/З + Sonixh, + (P^xclgaxhJ)/!, (2) где а • угол образующей воронки пустых пород, град.; h„ - eucoia точек пересечения образующей воронки и точечных эллипсоидов над высотой слоя, кото-рач равна

h.-íb+D'^xa); (3)

где, а » l+(mTxtga)2; b ы 2xhM+(mTxtga)2xh1¡1; D и bJ - 4хцх»^ . коэф-фициепты квадратною уравнения; Ьф - высота фигуры выпуска, м

Обьем руды равен разности между общим объемом фигуры выпуска и обге мами пород над воронкой и самой воронки. На основе объемных показателей определяются качественные показатели выпуска.

В результате учета извилистости контакта а усовершенствованной методике расчета показателей выпуска получены более логичные закономерности к* формирования (рис. 2), что, как показало сразненнг с существующими мегоди ками, рашшрило'ншчожност применения сипем с обрушением ь m.fi;iai oiip.t

ятпда условиях повторной разрвботеи.

Спецификой отбойкгз рудм в зоне ранее проводившихся горных работ является необходимость четкого представления о пространственном расположении пустот.

Это проявляется: во-первых, при выборе места заложения буровых выработок, распределении отбиваемых слоев и скважин а слог; во-вторых, наличие пустот, выступающих как ограничение при оформлении необходимого компенсационного пространства (трудности с проведением отрезного восстающего, отрезной щели и т. д), непосредственно влияет на качество разрушения массива; в-третьих, с одной стороны, старые очистные выработки осло>:шя;от формирование компенсационного пространства, с другой, - их можно использовать в качестве последнего. Однако Нрн зтом, толщина шеенва (отбиваемого слоя) может превышать возможности одинарных скважнн по его разрушению, что требу от применения как параллельных, так и веерных пучковых зарддов.

Анализ типичного строения рудных тел (рис. 3) пок&шкзгт, 'по отбиваемые слои ямешт сложную конфигурацию, различную даже для каух сиеаашх. слоев.

Невыдержанные гангтуры рудного тела в совокупности со старый выработанным пространством заставляют закладывать взриыше скважной не только по рудз, но и по породе. Поэтому в каждом конкретном случае" необходима ¡сор-ршетровка величины недозардса.

Очевидно, что удельный расход ВВ должен определятся графоапа/штичгадам способов!, исходя из конфигурации елоя н допустимой по техногенному фактору ямс., но учитывая, что в данных условиях практически на каждый веер или рад сквашга иеобходмыо иметь разрез и в ка>здом отбиваемом слое распределять скважвды, о учетом его-конфигурации, расчет трдднциошшы (ручным) способом иаяучается весьмь трудоемким.

Возмогсчосш объемного компьютерного моделирования по получению необходимых разрезов s тобой плоскости, испаиговатше при анализа техногенного фактора, наилучшим образом подходят для данной задачи. Разработка программы б среде AUTOCAD позволяет создать комплекс по расчету скважшшой отбойки н получению исходной информации к нему.

Сущность расчета заииочгется в следующая.

1. На полученном разрезе, сдйлашоы в плоскости отбиваемого слоя, распределяются скважшш, ыеаду указанными грашпшыми точками icoinypa (Т,) от-бзгаагмого слоя.

2. Определяется величина недозаряда по казэдой скважине с учетом контура оруденещи, задаваемого коэффициентов недозарвда по контуру (К«в) и коэффициентом ксдозарада задающим равномерность распределения ВВ в слое (Кя).

3. На.чо.щггса фактический удельный расход ВВ но формуле

Чев - 1txdcJxpxtlV(4xWxS), кг/м3 (4

к«. я.«а

Ьф, и

Риа 2. Зависимости изменения погФЗЗгемП выпуска от выгаты фигуры (Ьф):

Кн по усоигртепсгсоиадноЯ б1дтодикз Кк по усоггршя'.огвоияшрй мгтсдакз Кн по мсгодккв ДЕ. Мвпофгееа ¡'к по квтсдакв ДЕ. Мало-ре«Ез

] 1>И'

г

"^рояв* кипе?*

. ------ .. ..у. ... V, ... „

Рнс. 3. Схема расчета екззаигнной отбойки по ададгироаашай методике; а • разрез вкрест пространна; б • рмрез по вееру 2

где (1о • диаметр скважины, м; р - плотность заряжания, т/м5; £11, - сумма длин заряженных частей скважин, м; V/ - линия наименьшего сопротивления, м; Б - площадь отбиваемого слоя, м3, являющаяся суммой площадей участков слоя ограничиваемых граничными точками контура.

Данные параметры являются фактически вычисляемыми по результатам распределения скважин с учетом ранее выработанного пространства.

4. Рассчитывается выход негабарита.

3. В случае необходимости производится корректировка сетки обуривани* или числа скважин в заряде.

6. Сравнивается получаемый объем отбиваемого массива с максимально возможным и определяется число одновременно взрываемых слоев.

Таким образом, автоматизация расчета и увязка его в комплексе со средствами получения исходной информации исключает трудоемкие, в ручном исполнении операций распределения скважин по слою, что дает возможность осуществлять оптимизацию и получать более точные результаты, основанные из использовании максимального объема данных о техногенном факторе.

При оконтуривашш и подсчете запасов, ввиду слохсности строения рудных тел, выделение породных прослоев, участков с непромышленным содержанием и обогащенных гнезд, весьма сложно. Рудные тела, оконтуренные в результате пересчета запасов, представляются довольно бедными рудами, подчас некондиционными.

Однако, такой отрицательный элемент сложности строения, как неравномерность распределения полезного компонента, при котором металл концентрируется в обогащенных участках, является положительным если предусмотреть их выделение и раздельную выемку.

Взаимосвязь показателей очистной выемки при этом может быть определена следующими формулами;

»-(с-сХЬкяиЭУк кол» (5)

п»(спх(1-к«ол))/с, (б)

К.ШЛ - (с-с^а-Сп), (7)

где а, С, Сп - соответственно, содержание металла в добытой рудной массе, в рудном массиве и в потерянной руде (закладке), г/т; П • коэффициент потерь металла, д.ед.; Кю, - коэффициент выхода рудной массы с 1т оконтуренных запасов, д.сд. (при известной структурной сложности данный коэффициент может изменяться в пределах 0,3...0,5).

Например, при содержании в оконтуренных запасах 2,3 г/т. содержании в потерянной руде (закладке) 0,5 к коэффициенте количества 0,3 содержанке в добытой рудной масса будет разно 6,5 г/т, при этом потери металла составят 15 %, что не выходит за рамки показателей массовой выем ки

Первостепенное значение для эффективного применения ссд«стй'жи1 выем-

ich имеет тщательность опробования и соответствие технологии выемки параметрам строения рудных тел, чему должно уделяться особое внимание при проектировании отработки конкретных блоков и в процессе очистной шекки.

С уметом результатов обоснования методических положений инженерного анализа очистной выемки при повторноЛ разработке было осуществлено изи-екание конструктивно-технологического комплекса очистной выемки при повторной подземной разработке (рис. 4,5).

Анализ технологически?; решений в практике повторной разработки показал, что наибольшее применение нашли системы с обрушением руды и вмещающих пород. Особенности данной технологии для условий отработки запасоа в зоне влияния техногенного фактора заключаются в следующем (рис. 4).

Наличие пустот и юн обрушения от первичной разработки исключительно осложняет схему расположения взрывных сквашш, буровых выработок. Требуется в кладом конкретном случае решать вопросы обеспечения компенсационного пространства, соотаетстзия расположения рабочей плоскости отбойки схемы обуривання. В связи с ■¡тли целесообразно использование п подобных случаях скважин большого диаметра, создание специализированных бурояьгх горизонтов с использованием переносного оборудования как при проходке выработок, тих п при отбойке. Огбойка возможна как горнзотяльным;!, так и вертикальными слоями при веерном и лучевом расположении сшжшн з массиве.

Выпуск руды яри повторной подземной разработке* в ейязи с пониженной устойчивостью массива, наличием а рудной массе лесохлама от старого выработанного пространства н негабаритных кусков руди и пород, необходимо организовывать с оформлением минимального количества выработок днища. В'совокупности с возможностями отбойки в данных условиях наиболее технологичным способом выпуска ;;плхется торцовый массовый его способ с использованием на доставке самоходного оборудования.

Предлагаемая система с селективной выемкой представляет собой ендонзме-гаршгг системы горизонтальных слоев с закладкой (рис. 3). Сущность се заключается з отработке прирезками В1фест проспфания, намеры между собой ограничиваются оградительными целиками, которые также под£ергс:-отся селе;лпк;;оЛ выемке. Отбойка восходящими шпурами в отступающем порнду&, позволяет г.ссти селективную отбойку на слог. Закладка осуществляется за счет отбитого сланца из безрудних про слое а ;; убогой рудой. При отбойке рудных участков на навал за клад mi укладывается настил и по настилу щюп зводитсл скреперная доставка и рудоспуск.

Необходимость уточнения контуров рудных тел и содержашм металла для конктретных участков, изучения техногенного фактора (положения и состояли-: ранее выработанного иространстза, наличия пустот, содержания металла в старой закладке, контуров зон обрушения и т.п) обуславливает разделение проектировании очистной высмклиа зталы..з-зз15ксн?,;зсти степени изученности выемочных блоков

TMÏiSif/^PïïSrrr

» kill,"' «'mui »Witi'v ми»!«

О О □ □ о

■> «<)И «>м

hr IT

Piec.4. Система разработка ггажвого обрущскн* » зсяс «ганда ^схдщеииого

фзистора

Большую ни грузку приобретает экюлоразв! дка, она ведется в тесной увязке с проходкой гор-но-подготоаитсльных, нарезных выработок и в фывных скважин с тем, чтобы обеспечить требуемый объем разведки со сведением до минимума дополнительных :мтрат.

Для обоснования оптимальной структуры добычи по вышеизложенным системам и определения экономической эффективности повторной разработки была разработана экономико-математическая модель, основу которой положено калькулирование себестоимости по предприятию с целом

С целыо получения максимально достопсриых результатов при создашш модели были использованы фактические нормативы расходов материалов, нормы выработки и обслужнвшшя, стоимости материалов и оборудования, тарифы и оклады и пр. Кроме того учтены такие расходы, не описываемые ни какими ма-темахическимк методами, но реально влияющие на конечные денежные показа-тела работы шахты, как не участвующие в производственном процессе, ко числящееся »а балансе оборудование, распределение общезаводских затрат и др.

Все основные технологические параметры заложены с учетом определенных исследованиями технико-экономических показателей по системам разработки.

Б результате расчетов Сила определена точка безубыточности (рис. 6), которая показывает необходимое соотношение систем в обшей добыче, при котором достгастся шшималышЯ необходимый экономический эффект от применения повторной разработки.

Таисм образом, доказало, что экономическая эффективность повторной раз-реботкя возможна о результате структурного преобразован)« дееспособного технологического комплекса на основе массовой и селективной выемки, системно взаимоувязанных о сдк;:с; целое.

При этом достигается увеличения степени освоения месторождения - главного принципа концепции рссурсесСсрсгамшего освоения недр. .Так. коэффициент освоения северо-западного флгмга месторождения "Советское" я результате повторной отраСотки.згпасов возрастает с 0.58 до 0,94

Млрд руЗ

В12 ¿В ¡СО »3 80

Рис. 6. Зависимость балансовой прибыли от структуры добыт: (в числителе - доля системы горизмггалышх сл<к- с закладкой, в знамени-теле - системы с обрутсинеы)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа выполнена на актуальную для гор',¡орудной промышленности тему повышения полноты и качества использования недр путем вовлечения в повторную разработку мощных сложноструктурных месторождений. В нгй наложены научно обоснованные технологические разработки, обеспечивающие решение важных прикладных задач. Научные и практические результаты получлш следующие,

1. Научно обоснована н практически реализована идея возможности повтор иого вовлечения в отработку мощных сложноструктурных месторождений бед пых руд путем структурного преобразования дееспособного технологического комплекса на основе массовой и селективной очистной выемки, системно взаимоувязанных в единое целое.

2. Разработаны конструктивно и технологически адаптированные вариготы систем подтгажного и этажного обрушения для повторного воалечен:!Я з дсбы чу запасов, находящихся з зоне влияния техногенного фактора.

3. Разработан конструктивно и тгхнолопгчсскн адаптированный вариаж слоекой системы с селективной выемкой и закладкой для вовлечения п добычу запасов бедных руд, находящихся вне зоны влияния техногенного фактора.

4, Актуализирована н подтверждена практикой проектирования необходи мость дополнения функционального содерясаи;1я совокупности горных выработок, определяющих систему повторной разработки, функцией доразведки и пополнения информации о техногенном факторе.

5, Существенно дополнен а обновлен кетоднческиН арсенал инженерного анализа технолога» повторной разработки иа база массовой н селгктшшоЯ выемки в ином а ;о !цн'Л:

компьютерная графическая модель описания посттегшогсшюго состоим месгсроасдеиия;

математическая модель выпуска руд и под обрушенными породами, учпты-бсюшвя фактическое состояние хоятахта "руда-перада", размеры шлпуеккош отверггня и высоту обрушения;

компьютерная графическая модель с методикой расчета параметров енва-ккшюП 0(;'с,'!кя руда, учитывающая постгсхисгеиное состоя»!?!« массива;

гхономико-матеыягичеемм модель оценка эффективности повторного воале-чсиим а добычу г-ашеоа мощного слоямострухтурного месторождения,

6, Апробация результатов работы показывает эффективность повторного по-влечения а разработку северо-западного фланга месторождения "Советское", где повышение коэффшшеэта освоения чмтн кссгоровдения с 0,58 до 0,91 позволяет в уславши дефицита балансовых запасов продя;гп. срок сушестьованн* ягадярнятмя из 10 .! 5 лет.

Вез вишгнэложекноА вггт осяогаиги рекоя-лщеаеть результаты нсслздова-пкя для ко!,1плг..'слого решения г.рсчзаодствашых проблем повторной разработан иеетг.ройсдгпиЛ, при анализ и опенке вг.рспегсп!в действующих рудников

ко

с ограничешшми балансовыми запасами и сложностями освоения новых горн-зонтов, при обосновании кондиций и проектировании технологии разработки новых мощных слойсносруктурных месторождений.

О снсшпые положения диссертации опубликованы в рабохг

1. Выбор, конструирование и оценка системы подэтахсного обрушений для повторной отработан части золоторудного месторождения // Пути совершенствования технологии подземных горных работ и охраны окружающей среды в условиях перехода к рыночной экономике: Материалы республиканской научно-технической студенческой конференции, -Новокузнецк, -1992 Г. -С. (соавтор В.К. Ковалев).

2. Нормирование эксплуатационных потерь и разубоживанни руды в сг-отемах для повторной отработки запасов // Пути совершенствования технологии подземных горных работ и охраны окружающей среды в условиях перехода к рыночной экономике: Материалы республиканской научно-тсхннческсЯ студенческой конференции, -Новокузнецк, -1992 г. -С.40 (соавторы: В К. Ковалев, 10.П. Требуш, И.Ю. Комков).

3. Исследование системы повторной разработки ыестороадения "Советское* // Техника и технология разработки месторождений полезных ископаемых: Сб.

, научных трудов. -Новокузнецк, -1995. -С. 67-72 (соавторы: В.М. Ившщоэ, Д.Е. Малофеев, А.В. Каруааых).

4. Выбор систем повторной разработки с учетом техногенного фактора для ы есторождеиня "Советское" // Высокоэффективные ресурсосберегающие технологии горного прошгодства: Сб. научных трудов. -Красноярск, -1995. -С. 2329 (соавторы: В.В. Кравцов, В.М. Нванцои, Д.Е. Малофеев).

5. Анализ техногешшх уелоасй разработки северо-западного фл.тлга место-роакдеаия "Советское" // Высокозффекпшные ресурсосбсрегающнз технологии горного производства: Сб. научных трудов. -Красноярск, -1995. -С. 37-41.

6. Технология повторной разработки сложиоструктурного мосгоровдипн: подземным способом // Актуальные проблемы ресурсосбережения при добыче I! переработав полезных ископаемых: Материалу Международной научна-пракпгческой конференции. -Красноярск, -1996. -С. 40-44 (соавторы: В В Кравцов, В.М. Ившщов, Д.Е, Малофеев).

7. Проектирование комплекса ехважшшой отбойки руды с учетом техкоген но го фактора на ЭВМ // Актуальные проблемы ресурсосбережения при добыч; п переработке попедшх ископаемых: Материалы Международной научно пушггичеспэ* конференции. -Красноярск, -1996 -С. (соавтор Д Б Нкт

Отечатака в ГУГО Сибиг',". фгшиал №5, Красно««*: 2 ?. пер Оузояский, %

да КЬ4Г,,.тцр 100