Введение к работе
Актуальность темы. Природные минеральные вещества относятся к пево-зобновнмым ресурсам жизнедеятельности человека, поэтому полнота их использования при разработке месторождений - проявление противоречивого единства экологических, социальных и экономических требований текущего момента н перспективы, Механизм разрешили этого противоречия харазсторн-зует ращюнальность нашего технологического взаимодействия о Пріфодой -эксплуатации месторождений. Суп. его заключается в том, что экономичность функционирования предприятия п текущий момсігг ставится в край" угла, что предполагает 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, it ухудшением условий разработки, с другой, проводится пересчет кондиций. При этом общая тенденция такова, что уровень кондиций (по содержании металла з массиве) - снижается. Несмотря на пересчет кондиций к енкжетго содержать*! металла, а массиве при поступательном развитии горных работ остается проблема прироста за* пасоа и их освоения, В этой ситуации возникла практика вовлечения ікжоидн-цноиных запасов отработанных горизонтов в добычу, сопровождающаяся до-иззлечеилем ранее потерянных балансовых руд.
Такое решение принято называть повторной разработкой и ее эффектваяоеть заключается в том, что за счет вскрываемых резервов существующего технологического комплекса разработки и переработки руд - увеличивается годовая производігтельность предприятия по металлу, При этом увеличивается полнота использования недр и продляется срок существования рудника, т.е. решаются проблемы текущего момента и перспективы.
Однако с полным истощением балансовых запасов и проблемами их прироста - повторная разработка некондиционных залежей с доизвлечекием потерянных руд без структурных преобразований технологического комплекса - будет из 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 освоение больших глубин требует весьма существенных инвестиций- Типичным примером подобной ситуации следует признать положение шахты "Советская" Севере*» Енисейского АООТ "Золото", отрабатывегощей одноименное мощное сложно-структурное месторождение с 1903г.
Цель работы -изыскать эффективную технологию повторной разработки мощных сложноструктурных золоторудных месторождений, о' япечив&ющуго ресурсосберегающее освоение перспективных заласоз о условиях имеющихся леемюс<1бмых комплексах на подземных рудниках.
При первичной разработке мощных сложиоструктурных 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 первичной отработки и оставшихся некондиционных руд, то получившееся состояние месторождения можно охарактеризовать как постгехногенное.
При ориентации на массовую очистную выемку с определенным уровнем кондиций за счет внедрения достижений техники затраты живого труда снижаются, t затраты овеществленного труда увеличиваются. Сумма же этих двух составляющих обеспечивает экономичность функционирования предприятия, Известная нз практики жильных месторождении 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.
Идея работы - мощные сложноструктурные месторождения бедных руд. находящиеся в посттехногенном состоянии, отрабатывать совокупностью систем разработки с массовой н селективной выемкой, структурно увязанных в пределах выемочного участка в единое целое.
Задача исследования изыскание и научное обоснование технологии очистной выемки мощных сложиострукгурных залежей бедных руд, находящихся в (юеттехногенном 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 мучные положения, выносимые на защиту:
-
Экономичность н 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.
-
Объем функционального содержания совокупности горных выработок, определяющих систему повторной разработки, необходимо дополнить функцией доразмдкн н пополнения информации о техногенном факторе.
3. При повторной разработке запасов в зоне влияния техногенного фактора
тедует применять конструктивно и технологически адаптированные варианты
систем разработка с массовой выемкой и формированием очистного пространств* из 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 и закладкой.
Достоверность научных положений, выводов її рекомендаций подтверждается результатами анализа накопленного опыта повторной разработки, обширным анализом фактической геолого-маркшсйдерской документации, промышлетюй 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 и вмещающих пород, а в ненарушенной слоевые системы с селективной выемкой в закладкой.
2. Доказана экономическая целесообразность системной увязки технологии
повторной разработки с массовой и селективной выемкой в единое целое.
Массовая выемка обеспечивает полноту отработки запасов повторного использования, находящихся в зоне влияния техногенного фактора. Селективная выемка запасов вне зоны влияния техногенного фактора обеспечивает значительное повышение содержание металла в рудной массе по сравнению с 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 функцио
нального содержания совокупности горных выработок, определяющих систему
повторной разработки, функцией доразведки и пополнения информации о тех
ногенном факторе, о морфологни рудных тел, распределении металла в масси
ве.
Данная функция осуществляется порядком проведения горных выработок технологического назначения, увязанным во времени и пространстве, включением в систему специализированных горных выработок н скважин.
-
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.
-
Выполнено конструктивное н технологическое адаптнроваїше слоевой системы с селективной выемкой н закладкой для отработки запасов бедных руд
ыояшых слойшаструюгурнш месторождений вно зоны влияния техногенного фактора
Выемка прїфезкаш с прорезаемыми оградительными целиками и послойная еаяеэткзиая отбойка вертикальными шпурами позволяют отработать обогащен-пыв участві (до 30 % общ»гх запасов). Породные включення отбиваются длл за-кладки. Общие потери металла не более 15 %. Содержание металла в рудной ыгссз в 2...3 раза выше по сравнению о содержанием в пределах орудененнл.
6. Каушо обосиоаашю дополнены методические положения но выбору систем ЕозторкоЙ разработан! их инженерному анализу:
а) ври sufjops систем совокупность основиых определяющие факторов до-
псш:е-иа:
тгхдогекиьш факторогл;
сложностью морфолопш рудных тел;
іші:ш:ем дееспособного технологического комплекса;
отсутствие cupiescft базы балансовых запасов;
б) усгакозлена зависимость показателен донного выпуска руды под обру-
мекаыик породами от изышкстости контакта "руда-порода" при учете шарики
ськїускиого отверст5!я « висота обрушення;
s») гияЁлены роль и закономерности злняиня техногенного фактора ні; Яро-екгкоз ис:гслнеш:е комплекса скваязшиой отбойки с адаптацией методики рас-чети ее параметров к ПО-СЗЗЙТСЛСІ!.
Лггтаый вггягд еатора состоит в аесладоягшші техногенного фз.чторз, bjj.is-лгнин з&ковомеріюсте.-і его формнро&одія к проявления его специфики npi Ерозкіїзроааіда: u кок5тру»іройа!ш$і системі! разработки-ранее эксплуатиро Егзкккся учзсткоз ?.:53то|ККэдапю вообще н процессов выпуска и скшіяглшіоі стбаґа::; руды в часшоста; й ;госягдоззшш особенностей геологического а рос шія сложіоструктурцого мйоторойда.ч'.ш ''Соагтское" и обосновании в ксизру шеанкхвго учг.стка.4 систему разработки елсеюго типа с Шісааг.;.цоіі бмемко! ру&д к пород; 2 до:^2гйяьсп!4 зф^хтивностн повторной разработки на шахт "Советски!" їз огїтіімійеции в се услозійх структуры добычи руди.
П^.ітїпгскгіз зїііі'Ж.їс-сггь результатоа исследоиашк заіслачаетея с том, чті оси могут найтя ярлнекекие:
ДЛЯ КЗИїїЛСлСііОГО решеаИЯ ПрЗДйЬОДСтиСННЫХ Проблем ПОЙТОріїОГО ііСПОЛЬЗа
іііісг.ія местсро;ид5Г.ий, находящихся з поеттехногешюм состояние, ь к&чест» сыриззой бази їфн исчерп&иш балансових запасов к отсутствии инвестиций и ооессішз 5ювш горазс'поа;
при ргщаккм вопросов выбора систем н see коиструкшвио-техколопмеског йполнїн:ія йок отработки запасоа в soae шшиш техногенного фактора;
прн ргшг;з=2і зояросоз аьібора систем и чх конструктивно-технологически нспогг.*к;ш два отрабеткзі мощных саожйострукгурішх залежей бедных руд cejisKTMsssoS шемхой 5! закладкой;
np;s зіжаерпаа шизестшшоишх проектоа реконструкции рудішкоа. орисі
тированных на повторную разработку месторождений, находящихся » посттел -ногенном состоянии;
при анализе и оценке перепекти» действующи* рудников о ограниченными балансовыми запасами и сложностями освоения новых горизонтов;
при организации рабочего проектирования технологии повторной разработки в конкретных горно-геологических и горнотехнических условиях;
при обосновании кондиций, проектировании технологии разработки новы* мощных сложноструктурных месторождении.
Реализация работы. Рекомендации, полученные в ходе выполнения работы внедрены на Северо-Енисейском АООТ "Золото" а 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;
Течннко-зкономической оценки состояния и перспектив шахты "Советская" и услоииях рыночной экономики;
Методических положений по рабочему проектированию повторной разработки месторождения Советское.
В комплексе они позволили обосновать и практически реализоиать идею повторного использования северо-западного фланга месторождения, находящего ся в посттехногенном состоянии, тем самым повысив коэффициент освоении месторождения с 0,58 до 0,94,
Таким образом, в ситуации дефицита балансових запасов, продлен срок су> ществования шахты "Советская" на 10... 15 лет.
Кроме этого методические положения работы использованы а учебном про цесес 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 техсоветах 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, за
ключения, изложенных на 139 страницах, содержит 47 рисунков, список лиге»
ратуры из 111 наименований н 6 приложгчий.
Автор выражает искреннюю благодарность дои, к.т.н В.К. Ковалеву н к.т.н Д.'Е. Малофееву за большую помощь в ходе проведении исследований.
