Введение к работе
Актуальность работы. Практически все золоторудные месторождения характеризуются сложными строением и морфологией рудных тел: наличием в контуре рудного тела участков природно "богатых", "бедных" и некондиционных руд или включений пустых пород; отсутствием чётких геологических границ. Промышленные контуры рудных тел устанавливаются по данным опробования.
Анализ практики разработки месторождений подобного типа свидетельствует о перспективности раздельной выемки руд разного качества, при этом значительно увеличивается извлечение металла при обогащении, а в некоторых случаях удаётся избежать обогащения добытой руды, направляя её сразу в металлургический передел, что значительно повышает эффективность разработки рудных месторождении .
Опытом разработки аналогичных золоторудным месторождений подтверждена перспективность применения слоевых систем с твердеющей закладкой. Однако на практике широкое распространение данной технологии сдерживается значительными затратами на твердеющую закладку, что объясняется применением в качестве вяжущего цемента, являющегося дорогостоящим материалом, и низкой интенсивностью одно-слоевой отработки запасов блока.
Б настоящее время, с целью уменьшения затрат на твердеющую закладку, выполнен комплекс исследований по замене цемента активными минеральными вяжущими веществами, такими, как доменный шлак, отходы металлургического производства, фосфогипс и т.п.
Как правило, золоторудные месторождения находятся в труднодоступных районах и значительно удалены от промьшшенно развитых центров, поэтому использование в качестве компонентов твердеющей закладки традиционных заменителей цемента в большинстве случаев невозможно. Представляется целесообразным выполнить комплекс иссл дований по применению в качестве вяжущего местного сырья: котельных золошлаков, золы-унос, лёссов, извести и т.п..
Рассредоточенность относительно небольших рудных тел по шахтному полю значительно усложняет разработку золоторудных место рождений, что является основной причиной деконцентрации горных ра бот, малой производительности предприятий и приводит к удорожанию добычи золотосодержащей руды.
Для повышения концентрации горных работ автором разработана технология многослойной отработки блоков при системе горизонталь-
- I -
шх слоев с твердеющей закладкой, что потребовало эксперименталь-юй проверки и определения параметров технологии.
Всё вышеизложенное определяет актуальность работы.
Целью работы является установление зависимости прочности искусственного массива от соотношения компонентов малоцементной закладочной смеси и зависимости технологических параметров формирования высокоплотного закладочного массива от свойств тьердеющей ;меси и параметров технологического оборудования для разработки те-<нологии раздельной выемки руд из золоторудных месторождений сложной морфологии, позволяющей повысить концентрацию горных работ и лнтенсивность выемки руд разного качества.
Идея работы заключается в том, что повышение концентрации горных работ достигается за счёт многослойной раздельной и одновременной выемки руд разного качества в блоке с созданием закладочного массива путём определения соотношения компонентов малоцементной твердеющей смеси и послойного заполнения выработанного пространства сыпучим закладочным материалом под действием силы тяжести, укладывая материал в слой литого твердеющего раствора до начала его схватывания, или литым способом за счёт повышенного коэффициента фильтрации.
Научные положения, разработанные лично диссертантом, и новизна:
требования к технологии раздельной ьыемки руд из золоторудных месторождений сложной морфологии, отличающиеся возможностью повышения концентрации горных работ и максимальным использованием геолого- и эксплуатационно-разведочных выработок, ранее пройденных в контуре рудного тела, позволяющие для конкретных условий действующих предприятий выбрать наиболее эффективную технологию подземной разработки;
технология раздельной и одновременной выемки различного качества руд из блока, отличающаяся одновременной раздельной выемкой руд разного качества и одновременной многослойной отработкой блока системой горизонтальных слоев с закладкой, позволяющая существенно повысить концентрацию горных работ и интенсивность выемки руд разного качества в блоке при разработке золоторудных месторождений сложной моріологии;
зависимость прочности искусственного массива от соотношения компонентов малоцементной закладочной смеси, отличающаяся тем, что наибольшее влияние на прочность оказывают золошлаковые компо-
ненты, составляющие до 60# по массе сухих материалов смеси, что позволяет снизить расход цемента до 0...7% по массе и увеличить коэффициент фильтрации до 2,3...3,2 м/(с Ю-3);
искусственный массив создавался на основе иэвестковозольной лёссосодержащей смеси, отличающейся тем, что за счёт химического взаимодействия негашёной извести и активного кремнезёма лёсса наблюдался рост числа новообразований при твердении смеси, позволяющий увеличить прочность закладочного массива;
аналитическая зависимость технологических параметров формирования закладочного массива от свойств твердеющей смеси и параметров технологического оборудования, отличающаяся тем, что определена высота слоя литого твердеющего раствора, уплотняемого
- сыпучим закладочным материалом, который укладывают под действием силы тяжести, позволяющая эффективно использовать технологическое оборудование при создании высокоплотного искусственного массива;
- способ формирования высокоплотного закладочного массива, от
личающийся послойным заполнением выработанного пространства литым
твердеющим раствором и уплотнением, до начала его схватывания, сы
пучим закладочным материалом, позволяющий непрерывно, без техно
логических перерывов, связанных с набором необходимой прочности,
создавать искусственный массив с начальной структурной прочностью
сразу после его формирования, достаточной для работы на нём основ
ного технологического оборудования.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:
-научным обобщением и анализом результатов ранее выполненных исследований и опытом применения раздельной выемки руд разного качества;
представительным объёмом производственных экспериментов по раздельной и одновременной выемке руд разного качества на Ангрен-ском, Каульдинском и Северо-Енисейском золотодобывающих рудниках: 2Lo,i; тыс.т - при проведении экспериментально-промышленных работ в опытных блоках и 650,0 тыс^т - при промышленной эксплуатации;
достаточным объёмом лабораторных исследований по выбору составов закладочных смесей с использованием метода математического планирования эксперимента;
удовлетворительной сходимостью результатов лабораторных и аналитических исследований и промышленных испытаний (отклонение не превысило Ю...15#).
Значение работы. Научное значение диссертационной работы состоит в :
установлении зависимости прочности малоцементной закладочной смеси от изменения расходов её основных компонентов;
установлении зависимости технологических параметров формирования высокоплотного искусственного массива от свойств закладочной смеси и параметров технологического оборудования.
Практическое значение работы состоит в:
разработке исходных требований к проектированию технологии раздельной и одновременной выемки руд разного качества;
разработке технологии раздельной и одновременной выемки руд разного качества из золоторудных месторождений сложной морфологии, позволяющей повысить концентрацию горных работ в блоке в 2...4 раза;
разработке номограммы по определению составов малоцементных твердеющих закладочных смесей на основе местных отходов производств и некондиционных материалов.
Реализация выводов и рекомендаций.
Результаты исследований использованы при разработке "Технологической инструкции по производству закладочных работ на Ангрен-ском золотодобывающем руднике", "Технического проекта на отработку Пятой рудной зоны Коч-Булакского месторождения", "Технического проекта подземной разработки месторождения "Каульды-2", "Технора-бочего проекта подземной разработки Каульдинского месторождения", "Технологической инструкции по производству закладочных работ на бесцементной основе с массовой утилизацией местных отходов производства и некондиционных материалов на Каульдинском руднике".
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Всесоюзных научно-технических конференциях: "Пути совершенствования закладочных работ на золотодобывающих рудниках" (Ереван, 1985г.), "Пути научно-технического прогресса в горно-рудной промышленности цветной металлургии" (Кафан, 1986г.), "Совершенствование технологии добычи и переработки драгоценных металлов" (Иркутск, 1985г.), "Совершенствование подземной разработки рудных месторождений" (Ереван, 1986г.), на технических совещаниях в ПО "Енисейзолото" (I97G...1980гг.), в ПО "Узбекзолото" (1980...1991гг.), на заседаниях секции НТС института "Гипроцвет-мет" (1965...1993гг.), на заседаниях кафедры ТПР МГГУ (1986... 1994гг.) и получили положительную оценку.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в тої числе, получено три авторских свидетельства на изобретение.
Структура и объём работы. Диссертация общим объёмом страниц состоит из введения, 4 глав, заключения, приложения и списка использованных источников из 143 наименований. Основное содержание изложено на 123 страницах машинописного текста, рабі та включает 24таблиц и 15 рисунков.
Автор выражает глубокую признательность научному руководит! лю диссертационной работы проф., канд. техн. наук В.Ф. Абрамову за полученные знания и навыки ведения научной работы; искреннюю благодарность зам. директора по научной работе института "Ирги-редмет", канд. техн. наук В.Д. Томилову и проф., докг. техн. на; А.Е. Смолдыреву за методическую помощь, а также благодарит сотр; дников кафедры "Технология вяжущих веществ и бетонов" Московскої государственного строительного университета - проф., докт. техн наук Ю.М. Баженова и научного сотрудника, канд. техн. наук Г.В. Аникину за помощь в проведении лабораторных и опытно-промышленн] исследований по твердеющим смесям.
